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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 \ids{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 da \param{target}, detta
665 \itindex{mount~point} \textit{mount point}, il filesystem contenuto nel file
666 di dispositivo indicato da \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
674 \itindex{Virtual~File~System} \textit{Virtual File System} è estremamente
675 flessibile e può essere usata anche per oggetti diversi da un disco. Ad
676 esempio usando il \textit{loop device} si può montare un file qualunque (come
677 l'immagine di un CD-ROM o di un floppy) che contiene l'immagine di un
678 filesystem, inoltre alcuni tipi di filesystem, come \texttt{proc} o
679 \texttt{sysfs} sono virtuali e non hanno un supporto che ne contenga i dati,
680 che invece sono generati al volo ad ogni lettura, e passati indietro al kernel
681 ad ogni scrittura.\footnote{costituiscono quindi un meccanismo di
682 comunicazione, attraverso l'ordinaria interfaccia dei file, con il kernel.}
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 ``\textsl{opzioni}'' del filesystem che devono essere impostate; in genere
695 viene usato direttamente il contenuto del parametro dell'opzione \texttt{-o}
696 del comando \texttt{mount}. I valori utilizzabili dipendono dal tipo di
697 filesystem e ciascuno ha i suoi, pertanto si rimanda alla documentazione della
698 pagina di manuale di questo comando e dei singoli filesystem.
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. Fino
704 ai kernel della serie 2.2.x non era possibile montare un filesytem se un
705 \textit{mount point} era già in uso.
707 A partire dal kernel 2.4.x inoltre è divenuto possibile sia spostare
708 atomicamente un \itindex{mount~point} \textit{mount point} da una directory ad
709 un'altra, sia montare lo stesso filesystem in diversi \itindex{mount~point}
710 \textit{mount point}, sia montare più filesystem sullo stesso
711 \itindex{mount~point} \textit{mount point} impilandoli l'uno sull'altro, nel
712 qual caso vale comunque quanto detto in precedenza, e cioè che solo il
713 contenuto dell'ultimo filesystem montato sarà visibile.
715 Oltre alle opzioni specifiche di ciascun filesystem, che si passano nella
716 forma della lista di parole chiave indicata con l'argomento \param{data},
717 esistono pure alcune opzioni che si possono applicare in generale, anche se
718 non è detto che tutti i filesystem le supportino, che si specificano tramite
719 l'argomento \param{mountflags}. L'argomento inoltre può essere utilizzato per
720 modificare il comportamento della funzione, facendole compiere una operazione
721 diversa (ad esempio un rimontaggio, invece che un montaggio).
723 In Linux \param{mountflags} deve essere un intero a 32 bit; fino ai kernel
724 della serie 2.2.x i 16 più significativi avevano un valore riservato che
725 doveva essere specificato obbligatoriamente,\footnote{il valore era il
726 \itindex{magic~number} \textit{magic number} \code{0xC0ED}, si può usare la
727 costante \const{MS\_MGC\_MSK} per ottenere la parte di \param{mountflags}
728 riservata al \textit{magic number}, mentre per specificarlo si può dare un
729 OR aritmetico con la costante \const{MS\_MGC\_VAL}.} oggi invece sono
730 ignorati mentre i 16 meno significativi sono usati per specificare le opzioni
731 come maschera binaria e vanno impostati con un OR aritmetico dei valori
732 riportati nell'elenco seguente:
734 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
735 \itindbeg{bind~mount}
736 \item[\const{MS\_BIND}] Effettua un cosiddetto \textit{bind mount}, in cui è
737 possibile montare una directory di un filesystem in un'altra directory,
738 l'opzione è disponibile a partire dai kernel della serie 2.4. In questo caso
739 verranno presi in considerazione solo gli argomenti \texttt{source}, che
740 stavolta indicherà la directory che si vuole montare (e non un file di
741 dispositivo) e \texttt{target} che indicherà la directory su cui verrà
742 effettuato il \textit{bind mount}. Gli argomenti \param{filesystemtype}
743 e \param{data} vengono ignorati.
745 In sostanza quello che avviene è che in corrispondenza del \index{pathname}
746 \textit{pathname} indicato da \texttt{target} viene montato l'\textit{inode}
747 di \texttt{source}, così che la porzione di albero dei file presente sotto
748 \texttt{source} diventi visibile allo stesso modo sotto
749 \texttt{target}. Trattandosi esattamente di dati dello stesso filesystem,
750 ogni modifica fatta in uno qualunque dei due rami di albero sarà visibile
751 nell'altro, visto che entrambi faranno riferimento agli stessi
754 Dal punto di vista del \itindex{Virtual~File~System} VFS l'operazione è
755 analoga al montaggio di un filesystem proprio nel fatto che anche in questo
756 caso si inserisce in corripondenza della \textit{dentry} di \texttt{target}
757 un diverso \textit{inode}, che stavolta invece di essere quello della radice
758 del filesystem indicato da un file di dispositivo è quello di una directory
761 Si tenga presente che proprio per questo sotto \texttt{target} comparirà il
762 contenuto che è presente sotto \texttt{source} all'interno del filesystem in
763 cui quest'ultima è contenuta. Questo potrebbe non corrispondere alla
764 porzione di albero che sta sotto \texttt{source} qualora in una
765 sottodirectory di quest'ultima si fosse effettuato un altro montaggio. In
766 tal caso infatti nella porzione di albero sotto \texttt{source} si
767 troverebbe il contenuto del nuovo filesystem (o di un altro \textit{bind
768 mount}) mentre sotto \texttt{target} ci sarebbe il contenuto presente nel
769 filesystem originale.\footnote{questo evita anche il problema dei
770 \textit{loop} di fig.~\ref{fig:file_link_loop}, dato che se anche si
771 montasse su \texttt{target} una directory in cui essa è contenuta, il
772 cerchio non potrebbe chiudersi perché ritornati a \texttt{target} dentro
773 il \textit{bind mount} vi si troverebbe solo il contenuto originale e non
774 si potrebbe tornare indietro.}
776 Fino al kernel 2.6.26 questo flag doveva essere usato da solo, in quanto il
777 \textit{bind mount} continuava ad utilizzare le stesse opzioni del montaggio
778 originale, dal 2.6.26 è stato introdotto il supporto per il cosiddetto
779 \textit{read-only bind mount} e viene onorata la presenza del flag
780 \const{MS\_RDONLY}. In questo modo si ottiene che l'accesso ai file sotto
781 \texttt{target} sia effettuabile esclusivamente in sola lettura.
783 Il supporto per il \textit{bind mount} consente di superare i limiti
784 presenti per gli \textit{hard link} (di cui parleremo in
785 sez.~\ref{sec:file_link}) ottenendo un qualcosa di analogo in cui si può
786 fare riferimento alla porzione dell'albero dei file di un filesystem
787 presente a partire da una certa directory utilizzando una qualunque altra
788 directory, anche se questa sta su un filesystem diverso. Si può così fornire
789 una alternativa all'uso dei link simbolici (di cui parleremo in
790 sez.~\ref{sec:file_symlink}) che funziona correttamente anche all'intero di
791 un \textit{chroot} (argomento su cui torneremo in
792 sez.~\ref{sec:file_chroot}.
793 \itindend{bind~mount}
795 \item[\const{MS\_DIRSYNC}] Richiede che ogni modifica al contenuto di una
796 directory venga immediatamente registrata su disco in maniera sincrona
797 (introdotta a partire dai kernel della serie 2.6). Questo significa che la
798 bufferizzazione effettuata dal
800 \item[\const{MS\_MANDLOCK}] Consente il \textit{mandatory locking}
801 \itindex{mandatory~locking} (vedi sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
803 \item[\const{MS\_MOVE}] Sposta atomicamente il punto di montaggio.
805 \item[\const{MS\_NOATIME}] Non aggiorna gli \textit{access time} (vedi
806 sez.~\ref{sec:file_file_times}).
808 \item[\const{MS\_NODEV}] Impedisce l'accesso ai file di dispositivo.
810 \item[\const{MS\_NODIRATIME}] Non aggiorna gli \textit{access time} delle
812 \item[\const{MS\_NOEXEC}] Impedisce di eseguire programmi.
814 \item[\const{MS\_NOSUID}] Ignora i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
815 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}.
817 \item[\const{MS\_PRIVATE}] (non documentato).
819 \item[\const{MS\_RDONLY}] Monta in sola lettura.
821 \item[\const{MS\_RELATIME}] .
823 \item[\const{MS\_REMOUNT}] Rimonta il filesystem cambiando le opzioni.
825 \item[\const{MS\_SHARE}] Shared mount (non documentato).
827 \item[\const{MS\_SILENT}] .
829 \item[\const{MS\_SLAVE}] Slave mount (non documentato).
831 \item[\const{MS\_STRICTATIME}] .
833 \item[\const{MS\_SYNCHRONOUS}] Abilita la scrittura sincrona.
835 \item[\const{MS\_UNBINDABLE}] (non documentato).
837 % TODO aggiornare con i nuovi flag di man mount
838 % per \const{MS\_SLAVE},\const{MS\_SHARE}, \const{MS\_PRIVATE},
839 % \const{MS\_UNBINDABLE} dal 2.6.15 vedi shared subtrees,
840 % http://lwn.net/Articles/159077/ e
841 % Documentation/filesystems/sharedsubtree.txt
843 % TODO: non documentati ma presenti in sys/mount.h:
853 La funzione \func{mount} può essere utilizzata anche per effettuare il
854 \textsl{rimontaggio} di un filesystem, cosa che permette di cambiarne al volo
855 alcune delle caratteristiche di funzionamento (ad esempio passare da sola
856 lettura a lettura/scrittura). Questa operazione è attivata attraverso uno dei
857 bit di \param{mountflags}, \const{MS\_REMOUNT}, che se impostato specifica che
858 deve essere effettuato il rimontaggio del filesystem (con le opzioni
859 specificate dagli altri bit), anche in questo caso il valore di \param{source}
862 Una volta che non si voglia più utilizzare un certo filesystem è possibile
863 \textsl{smontarlo} usando la funzione \funcd{umount}, il cui prototipo è:
867 \fdecl{umount(const char *target)}
868 \fdesc{Smonta un filesystem.}
870 {La funzione ritorna $0$ in caso
871 di successo e $-1$ per un errore,
872 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
874 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
875 \item[\errcode{EBUSY}] \param{target} è la directory di lavoro di qualche
876 processo, o contiene dei file aperti, o un altro mount point.
877 \end{errlist}ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM},
878 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ELOOP} nel loro
879 significato generico.}
882 La funzione prende il nome della directory su cui il filesystem è montato e
883 non il file o il dispositivo che è stato montato,\footnote{questo è vero a
884 partire dal kernel 2.3.99-pre7, prima esistevano due chiamate separate e la
885 funzione poteva essere usata anche specificando il file di dispositivo.} in
886 quanto con il kernel 2.4.x è possibile montare lo stesso dispositivo in più
887 punti. Nel caso più di un filesystem sia stato montato sullo stesso
888 \itindex{mount~point} \textit{mount point} viene smontato quello che è stato
891 Si tenga presente che la funzione fallisce quando il filesystem è
892 \textsl{occupato}, questo avviene quando ci sono ancora file aperti sul
893 filesystem, se questo contiene la directory di lavoro corrente di un qualunque
894 processo o il \itindex{mount~point} \textit{mount point} di un altro
895 filesystem; in questo caso l'errore restituito è \errcode{EBUSY}.
897 Linux provvede inoltre una seconda funzione, \funcd{umount2}, che in alcuni
898 casi permette di forzare lo smontaggio di un filesystem, anche quando questo
899 risulti occupato; il suo prototipo è:
902 \fdecl{umount2(const char *target, int flags)}
903 \fdesc{Smonta un filesystem.}
905 {La funzione è identica a \func{umount} per valori di ritorno e codici di
909 Il valore di \param{flags} è una maschera binaria, e al momento l'unico valore
910 definito è il bit \const{MNT\_FORCE}; gli altri bit devono essere nulli.
911 Specificando \const{MNT\_FORCE} la funzione cercherà di liberare il filesystem
912 anche se è occupato per via di una delle condizioni descritte in precedenza. A
913 seconda del tipo di filesystem alcune (o tutte) possono essere superate,
914 evitando l'errore di \errcode{EBUSY}. In tutti i casi prima dello smontaggio
915 viene eseguita una sincronizzazione dei dati.
917 % TODO documentare MNT_DETACH e MNT_EXPIRE ...
919 Altre due funzioni specifiche di Linux,\footnote{esse si trovano anche su BSD,
920 ma con una struttura diversa.} utili per ottenere in maniera diretta
921 informazioni riguardo al filesystem su cui si trova un certo file, sono
922 \funcd{statfs} e \funcd{fstatfs}, i cui prototipi sono:
926 \fdecl{int statfs(const char *path, struct statfs *buf)}
927 \fdecl{int fstatfs(int fd, struct statfs *buf)}
928 \fdesc{Restituiscono informazioni relative ad un filesystem.}
930 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
931 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
933 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem su cui si trova il file specificato non
934 \end{errlist} ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EIO} per entrambe,
935 \errval{EBADF} per \func{fstatfs}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
936 \errval{ENOENT}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP} per \func{statfs} nel loro
937 significato generico.}
941 Queste funzioni permettono di ottenere una serie di informazioni generali
942 riguardo al filesystem su cui si trova il file specificato; queste vengono
943 restituite all'indirizzo \param{buf} di una struttura \struct{statfs} definita
944 come in fig.~\ref{fig:sys_statfs}, ed i campi che sono indefiniti per il
945 filesystem in esame sono impostati a zero. I valori del campo \var{f\_type}
946 sono definiti per i vari filesystem nei relativi file di header dei sorgenti
947 del kernel da costanti del tipo \var{XXX\_SUPER\_MAGIC}, dove \var{XXX} in
948 genere è il nome del filesystem stesso.
951 \footnotesize \centering
952 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
953 \includestruct{listati/statfs.h}
956 \caption{La struttura \structd{statfs}.}
957 \label{fig:sys_statfs}
961 Le \acr{glibc} provvedono infine una serie di funzioni per la gestione dei due
962 file \conffile{/etc/fstab} ed \conffile{/etc/mtab}, che convenzionalmente sono
963 usati in quasi tutti i sistemi unix-like per mantenere rispettivamente le
964 informazioni riguardo ai filesystem da montare e a quelli correntemente
965 montati. Le funzioni servono a leggere il contenuto di questi file in
966 opportune strutture \struct{fstab} e \struct{mntent}, e, per
967 \conffile{/etc/mtab} per inserire e rimuovere le voci presenti nel file.
969 In generale si dovrebbero usare queste funzioni (in particolare quelle
970 relative a \conffile{/etc/mtab}), quando si debba scrivere un programma che
971 effettua il montaggio di un filesystem; in realtà in questi casi è molto più
972 semplice invocare direttamente il programma \cmd{mount}, per cui ne
973 tralasceremo la trattazione, rimandando al manuale delle \acr{glibc}
974 \cite{glibc} per la documentazione completa.
976 % TODO scrivere relativamente alle varie funzioni (getfsent e getmntent &C)
977 % TODO documentare swapon e swapoff (man 2 ...)
983 \section{La gestione di file e directory}
986 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} in un sistema unix-like
987 la gestione dei file ha delle caratteristiche specifiche che derivano
988 direttamente dall'architettura del sistema. In questa sezione esamineremo le
989 funzioni usate per la manipolazione di file e directory, per la creazione di
990 link simbolici e diretti, per la gestione e la lettura delle directory.
992 In particolare ci soffermeremo sulle conseguenze che derivano
993 dall'architettura dei filesystem illustrata nel capitolo precedente per quanto
994 riguarda il comportamento e gli effetti delle varie funzioni.
997 \subsection{Le funzioni \func{link} e \func{unlink}}
998 \label{sec:file_link}
1000 Una caratteristica comune a diversi sistemi operativi è quella di poter creare
1001 dei nomi fittizi (come gli alias del vecchio MacOS o i collegamenti di Windows
1002 o i nomi logici del VMS) che permettono di fare riferimento allo stesso file
1003 chiamandolo con nomi diversi o accedendovi da directory diverse.
1005 Questo è possibile anche in ambiente Unix, dove tali collegamenti sono
1006 usualmente chiamati \textit{link}; ma data l'architettura del sistema riguardo
1007 la gestione dei file ci sono due metodi sostanzialmente diversi per fare
1010 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} l'accesso al contenuto di un
1011 file su disco avviene passando attraverso il suo \itindex{inode}
1012 \textit{inode}, che è la struttura usata dal kernel che lo identifica
1013 univocamente all'interno di un singolo filesystem. Il nome del file che si
1014 trova nella voce di una directory è solo un'etichetta, mantenuta all'interno
1015 della directory, che viene associata ad un puntatore che fa riferimento al
1016 suddetto \textit{inode}.
1018 Questo significa che, fintanto che si resta sullo stesso filesystem, la
1019 realizzazione di un link è immediata, ed uno stesso file può avere tanti nomi
1020 diversi, dati da altrettante associazioni diverse allo stesso \itindex{inode}
1021 \textit{inode} effettuate tramite ``etichette'' diverse in directory
1022 diverse. Si noti anche che nessuno di questi nomi viene ad assumere una
1023 particolare preferenza o originalità rispetto agli altri, in quanto tutti
1024 fanno comunque riferimento allo stesso \itindex{inode} \textit{inode}.
1026 Per aggiungere ad una directory una voce che faccia riferimento ad un
1027 \itindex{inode} \textit{inode} già esistente si utilizza la funzione
1028 \func{link}; si suole chiamare questo tipo di associazione un collegamento
1029 diretto, o \textit{hard link}. Il prototipo della funzione è il seguente:
1030 \begin{prototype}{unistd.h}
1031 {int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
1032 Crea un nuovo collegamento diretto.
1034 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1035 errore nel qual caso \var{errno} viene impostata ai valori:
1037 \item[\errcode{EXDEV}] i file \param{oldpath} e \param{newpath} non fanno
1038 riferimento ad un filesystem montato sullo stesso \itindex{mount~point}
1039 \textit{mount point}.
1040 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{oldpath} e
1041 \param{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
1042 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) di nome \param{newpath}
1044 \item[\errcode{EMLINK}] ci sono troppi link al file \param{oldpath} (il
1045 numero massimo è specificato dalla variabile \const{LINK\_MAX}, vedi
1046 sez.~\ref{sec:sys_limits}).
1048 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOTDIR},
1049 \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
1050 \errval{ENOSPC}, \errval{EIO}.}
1053 La funzione crea sul \itindex{pathname} \textit{pathname} \param{newpath} un
1054 collegamento diretto al file indicato da \param{oldpath}. Per quanto detto la
1055 creazione di un nuovo collegamento diretto non copia il contenuto del file, ma
1056 si limita a creare una voce nella directory specificata da \param{newpath} e
1057 ad aumentare di uno il numero di riferimenti al file (riportato nel campo
1058 \var{st\_nlink} della struttura \struct{stat}, vedi sez.~\ref{sec:file_stat})
1059 aggiungendo il nuovo nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può
1060 essere così chiamato con vari nomi in diverse directory.
1062 Per quanto dicevamo in sez.~\ref{sec:file_filesystem} la creazione di un
1063 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i \itindex{pathname}
1064 \textit{pathname} sono nello stesso filesystem; inoltre il filesystem deve
1065 supportare i collegamenti diretti (il meccanismo non è disponibile ad esempio
1066 con il filesystem \acr{vfat} di Windows). In realtà la funzione ha un
1067 ulteriore requisito, e cioè che non solo che i due file siano sullo stesso
1068 filesystem, ma anche che si faccia riferimento ad essi sullo stesso
1069 \itindex{mount~point} \textit{mount point}.\footnote{si tenga presente infatti
1070 (vedi sez.~\ref{sec:sys_file_config}) che a partire dal kernel 2.4 uno
1071 stesso filesystem può essere montato più volte su directory diverse.}
1073 La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
1074 filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcune versioni di Unix solo
1075 l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad un'altra
1076 directory: questo viene fatto perché con una tale operazione è possibile
1077 creare dei \textit{loop} nel filesystem (vedi l'esempio mostrato in
1078 sez.~\ref{sec:file_symlink}, dove riprenderemo il discorso) che molti programmi
1079 non sono in grado di gestire e la cui rimozione diventerebbe estremamente
1080 complicata (in genere per questo tipo di errori occorre far girare il
1081 programma \cmd{fsck} per riparare il filesystem).
1083 Data la pericolosità di questa operazione e la disponibilità dei link
1084 simbolici (che vedremo in sez.~\ref{sec:file_symlink}) e dei
1085 \itindex{bind~mount} \textit{bind mount} (già visti in
1086 sez.~\ref{sec:sys_file_config}) che possono fornire la stessa funzionalità
1087 senza questi problemi, nel caso di Linux questa capacità è stata completamente
1088 disabilitata, e al tentativo di creare un link diretto ad una directory la
1089 funzione \func{link} restituisce l'errore \errcode{EPERM}.
1091 Un ulteriore comportamento peculiare di Linux è quello in cui si crea un
1092 \textit{hard link} ad un link simbolico. In questo caso lo standard POSIX
1093 prevederebbe che quest'ultimo venga risolto e che il collegamento sia
1094 effettuato rispetto al file cui esso punta, e che venga riportato un errore
1095 qualora questo non esista o non sia un file. Questo era anche il comportamento
1096 iniziale di Linux ma a partire dai kernel della serie 2.0.x\footnote{per la
1097 precisione il comportamento era quello previsto dallo standard POSIX fino al
1098 kernel di sviluppo 1.3.56, ed è stato temporaneamente ripristinato anche
1099 durante lo sviluppo della serie 2.1.x, per poi tornare al comportamento
1100 attuale fino ad oggi (per riferimento si veda
1101 \url{http://lwn.net/Articles/293902}).} è stato adottato un comportamento
1102 che non segue più lo standard per cui l'\textit{hard link} viene creato
1103 rispetto al link simbolico, e non al file cui questo punta.
1105 La ragione di questa differenza rispetto allo standard, presente anche in
1106 altri sistemi unix-like, sono dovute al fatto che un link simbolico può fare
1107 riferimento anche ad un file non esistente o a una directory, per i quali
1108 l'\textit{hard link} non può essere creato, per cui la scelta di seguire il
1109 link simbolico è stata ritenuta una scelta scorretta nella progettazione
1110 dell'interfaccia. Infatti se non ci fosse il comportamento adottato da Linux
1111 sarebbe impossibile creare un \textit{hard link} ad un link simbolico, perché
1112 la funzione lo risolverebbe e l'\textit{hard link} verrebbe creato verso la
1113 destinazione. Invece evitando di seguire lo standard l'operazione diventa
1114 possibile, ed anche il comportamento della funzione risulta molto più
1115 comprensibile. Tanto più che se proprio se si vuole creare un \textit{hard
1116 link} rispetto alla destinazione di un link simbolico è sempre possibile
1117 farlo direttamente.\footnote{ciò non toglie che questo comportamento fuori
1118 standard possa causare problemi, come nell'esempio descritto nell'articolo
1119 citato nella nota precedente, a programmi che non si aspettano questa
1120 differenza rispetto allo standard POSIX.}
1122 La rimozione di un file (o più precisamente della voce che lo referenzia
1123 all'interno di una directory) si effettua con la funzione \funcd{unlink}; il
1124 suo prototipo è il seguente:
1125 \begin{prototype}{unistd.h}{int unlink(const char *pathname)}
1129 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1130 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
1131 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
1133 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} si riferisce ad una directory.
1135 \item[\errcode{EROFS}] \param{pathname} è su un filesystem montato in sola
1137 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} fa riferimento a una directory.
1139 ed inoltre: \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOENT},
1140 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
1144 \footnotetext{questo è un valore specifico ritornato da Linux che non consente
1145 l'uso di \func{unlink} con le directory (vedi sez.~\ref{sec:file_remove}).
1146 Non è conforme allo standard POSIX, che prescrive invece l'uso di
1147 \errcode{EPERM} in caso l'operazione non sia consentita o il processo non
1148 abbia privilegi sufficienti.}
1150 La funzione cancella il nome specificato da \param{pathname} nella relativa
1151 directory e decrementa il numero di riferimenti nel relativo \itindex{inode}
1152 \textit{inode}. Nel caso di link simbolico cancella il link simbolico; nel
1153 caso di socket, fifo o file di dispositivo \index{file!di~dispositivo} rimuove
1154 il nome, ma come per i file i processi che hanno aperto uno di questi oggetti
1155 possono continuare ad utilizzarlo.
1157 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
1158 scrittura su di essa, dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto, e
1159 il diritto di esecuzione sulla directory che la contiene (affronteremo in
1160 dettaglio l'argomento dei permessi di file e directory in
1161 sez.~\ref{sec:file_access_control}). Se inoltre lo \itindex{sticky~bit}
1162 \textit{sticky bit} (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}) è impostato
1163 occorrerà anche essere proprietari del file o proprietari della directory (o
1164 root, per cui nessuna delle restrizioni è applicata).
1166 Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione del
1167 nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
1168 \itindex{inode} nell'\textit{inode} devono essere effettuati in maniera
1169 atomica (si veda sez.~\ref{sec:proc_atom_oper}) senza possibili interruzioni
1170 fra le due operazioni. Per questo entrambe queste funzioni sono realizzate
1171 tramite una singola system call.
1173 Si ricordi infine che un file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
1174 i riferimenti ad esso sono stati cancellati: solo quando il \textit{link
1175 count} mantenuto \itindex{inode} nell'\textit{inode} diventa zero lo spazio
1176 occupato su disco viene rimosso (si ricordi comunque che a questo si aggiunge
1177 sempre un'ulteriore condizione,\footnote{come vedremo in
1178 cap.~\ref{cha:file_unix_interface} il kernel mantiene anche una tabella dei
1179 file aperti nei vari processi, che a sua volta contiene i riferimenti agli
1180 \itindex{inode} \textit{inode} ad essi relativi. Prima di procedere alla
1181 cancellazione dello spazio occupato su disco dal contenuto di un file il
1182 kernel controlla anche questa tabella, per verificare che anche in essa non
1183 ci sia più nessun riferimento all'\textit{inode} in questione.} e cioè che
1184 non ci siano processi che abbiano il suddetto file aperto).
1186 Questa proprietà viene spesso usata per essere sicuri di non lasciare file
1187 temporanei su disco in caso di crash dei programmi; la tecnica è quella di
1188 aprire il file e chiamare \func{unlink} subito dopo, in questo modo il
1189 contenuto del file è sempre disponibile all'interno del processo attraverso il
1190 suo file descriptor (vedi sez.~\ref{sec:file_fd}) fintanto che il processo non
1191 chiude il file, ma non ne resta traccia in nessuna directory, e lo spazio
1192 occupato su disco viene immediatamente rilasciato alla conclusione del
1193 processo (quando tutti i file vengono chiusi).
1196 \subsection{Le funzioni \func{remove} e \func{rename}}
1197 \label{sec:file_remove}
1199 Al contrario di quanto avviene con altri Unix, in Linux non è possibile usare
1200 \func{unlink} sulle directory; per cancellare una directory si può usare la
1201 funzione \func{rmdir} (vedi sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la
1202 funzione \funcd{remove}.
1204 Questa è la funzione prevista dallo standard ANSI C per cancellare un file o
1205 una directory (e funziona anche per i sistemi che non supportano i link
1206 diretti). Per i file è identica a \func{unlink} e per le directory è identica
1207 a \func{rmdir}; il suo prototipo è:
1208 \begin{prototype}{stdio.h}{int remove(const char *pathname)}
1209 Cancella un nome dal filesystem.
1211 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1212 errore, nel qual caso il file non viene toccato.
1214 I codici di errore riportati in \var{errno} sono quelli della chiamata
1215 utilizzata, pertanto si può fare riferimento a quanto illustrato nelle
1216 descrizioni di \func{unlink} e \func{rmdir}.}
1219 La funzione utilizza la funzione \func{unlink}\footnote{questo vale usando le
1220 \acr{glibc}; nelle libc4 e nelle libc5 la funzione \func{remove} è un
1221 semplice alias alla funzione \func{unlink} e quindi non può essere usata per
1222 le directory.} per cancellare i file e la funzione \func{rmdir} per
1223 cancellare le directory; si tenga presente che per alcune implementazioni del
1224 protocollo NFS utilizzare questa funzione può comportare la scomparsa di file
1227 Per cambiare nome ad un file o a una directory (che devono comunque essere
1228 nello stesso filesystem) si usa invece la funzione \funcd{rename},\footnote{la
1229 funzione è definita dallo standard ANSI C, ma si applica solo per i file, lo
1230 standard POSIX estende la funzione anche alle directory.} il cui prototipo
1232 \begin{prototype}{stdio.h}
1233 {int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
1237 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1238 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
1239 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
1241 \item[\errcode{EISDIR}] \param{newpath} è una directory mentre
1242 \param{oldpath} non è una directory.
1243 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
1245 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] \param{newpath} è una directory già esistente e
1247 \item[\errcode{EBUSY}] o \param{oldpath} o \param{newpath} sono in uso da
1248 parte di qualche processo (come directory di lavoro o come radice) o del
1249 sistema (come \itindex{mount~point} \textit{mount point}).
1250 \item[\errcode{EINVAL}] \param{newpath} contiene un prefisso di
1251 \param{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory come
1252 sotto-directory di se stessa.
1253 \item[\errcode{ENOTDIR}] uno dei componenti dei \itindex{pathname}
1254 \textit{pathname} non è una directory o \param{oldpath} è una directory e
1255 \param{newpath} esiste e non è una directory.
1257 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EPERM}, \errval{EMLINK},
1258 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP} e
1262 La funzione rinomina il file \param{oldpath} in \param{newpath}, eseguendo se
1263 necessario lo spostamento di un file fra directory diverse. Eventuali altri
1264 link diretti allo stesso file non vengono influenzati.
1266 Il comportamento della funzione è diverso a seconda che si voglia rinominare
1267 un file o una directory; se ci riferisce ad un file allora \param{newpath}, se
1268 esiste, non deve essere una directory (altrimenti si ha l'errore
1269 \errcode{EISDIR}). Nel caso \param{newpath} indichi un file esistente questo
1270 viene cancellato e rimpiazzato (atomicamente).
1272 Se \param{oldpath} è una directory allora \param{newpath}, se esiste, deve
1273 essere una directory vuota, altrimenti si avranno gli errori \errcode{ENOTDIR}
1274 (se non è una directory) o \errcode{ENOTEMPTY} (se non è vuota). Chiaramente
1275 \param{newpath} non può contenere \param{oldpath} altrimenti si avrà un errore
1278 Se \param{oldpath} si riferisce ad un link simbolico questo sarà rinominato; se
1279 \param{newpath} è un link simbolico verrà cancellato come qualunque altro
1280 file. Infine qualora \param{oldpath} e \param{newpath} siano due nomi dello
1281 stesso file lo standard POSIX prevede che la funzione non dia errore, e non
1282 faccia nulla, lasciando entrambi i nomi; Linux segue questo standard, anche
1283 se, come fatto notare dal manuale delle \textit{glibc}, il comportamento più
1284 ragionevole sarebbe quello di cancellare \param{oldpath}.
1286 Il vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
1287 \func{link} e \func{unlink} è che l'operazione è eseguita atomicamente, non
1288 può esistere cioè nessun istante in cui un altro processo può trovare attivi
1289 entrambi i nomi dello stesso file, o, in caso di sostituzione di un file
1290 esistente, non trovare quest'ultimo prima che la sostituzione sia stata
1293 In ogni caso se \param{newpath} esiste e l'operazione fallisce per un qualche
1294 motivo (come un crash del kernel), \func{rename} garantisce di lasciare
1295 presente un'istanza di \param{newpath}. Tuttavia nella sovrascrittura potrà
1296 esistere una finestra in cui sia \param{oldpath} che \param{newpath} fanno
1297 riferimento allo stesso file.
1300 \subsection{I link simbolici}
1301 \label{sec:file_symlink}
1303 Come abbiamo visto in sez.~\ref{sec:file_link} la funzione \func{link} crea
1304 riferimenti agli \itindex{inode} \textit{inode}, pertanto può funzionare
1305 soltanto per file che risiedono sullo stesso filesystem e solo per un
1306 filesystem di tipo Unix. Inoltre abbiamo visto che in Linux non è consentito
1307 eseguire un link diretto ad una directory.
1309 Per ovviare a queste limitazioni i sistemi Unix supportano un'altra forma di
1310 link (i cosiddetti \textit{soft link} o \textit{symbolic link}), che sono,
1311 come avviene in altri sistemi operativi, dei file speciali che contengono
1312 semplicemente il riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è
1313 possibile effettuare link anche attraverso filesystem diversi, a file posti in
1314 filesystem che non supportano i link diretti, a delle directory, ed anche a
1315 file che non esistono ancora.
1317 Il sistema funziona in quanto i link simbolici sono riconosciuti come tali dal
1318 kernel\footnote{è uno dei diversi tipi di file visti in
1319 tab.~\ref{tab:file_file_types}, contrassegnato come tale
1320 nell'\textit{inode}, e riconoscibile dal valore del campo \var{st\_mode}
1321 della struttura \struct{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}).} per cui
1322 alcune funzioni di libreria (come \func{open} o \func{stat}) quando ricevono
1323 come argomento un link simbolico vengono automaticamente applicate al file da
1324 esso specificato. La funzione che permette di creare un nuovo link simbolico
1325 è \funcd{symlink}, ed il suo prototipo è:
1326 \begin{prototype}{unistd.h}
1327 {int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)}
1328 Crea un nuovo link simbolico di nome \param{newpath} il cui contenuto è
1331 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1332 errore, nel qual caso la variabile \var{errno} assumerà i valori:
1334 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{newpath} non
1335 supporta i link simbolici.
1336 \item[\errcode{ENOENT}] una componente di \param{newpath} non esiste o
1337 \param{oldpath} è una stringa vuota.
1338 \item[\errcode{EEXIST}] esiste già un file \param{newpath}.
1339 \item[\errcode{EROFS}] \param{newpath} è su un filesystem montato in sola
1342 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
1343 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{ENOSPC} e
1347 Si tenga presente che la funzione non effettua nessun controllo sull'esistenza
1348 di un file di nome \param{oldpath}, ma si limita ad inserire quella stringa
1349 nel link simbolico. Pertanto un link simbolico può anche riferirsi ad un file
1350 che non esiste: in questo caso si ha quello che viene chiamato un
1351 \textit{dangling link}, letteralmente un \textsl{link ciondolante}.
1353 Come accennato i link simbolici sono risolti automaticamente dal kernel
1354 all'invocazione delle varie system call; in tab.~\ref{tab:file_symb_effect} si
1355 è riportato un elenco dei comportamenti delle varie funzioni di libreria che
1356 operano sui file nei confronti della risoluzione dei link simbolici,
1357 specificando quali seguono il link simbolico e quali invece possono operare
1358 direttamente sul suo contenuto.
1362 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
1364 \textbf{Funzione} & \textbf{Segue il link} & \textbf{Non segue il link} \\
1367 \func{access} & $\bullet$ & -- \\
1368 \func{chdir} & $\bullet$ & -- \\
1369 \func{chmod} & $\bullet$ & -- \\
1370 \func{chown} & -- & $\bullet$ \\
1371 \func{creat} & $\bullet$ & -- \\
1372 \func{exec} & $\bullet$ & -- \\
1373 \func{lchown} & $\bullet$ & -- \\
1374 \func{link}\footnotemark & -- & $\bullet$ \\
1375 \func{lstat} & -- & $\bullet$ \\
1376 \func{mkdir} & $\bullet$ & -- \\
1377 \func{mkfifo} & $\bullet$ & -- \\
1378 \func{mknod} & $\bullet$ & -- \\
1379 \func{open} & $\bullet$ & -- \\
1380 \func{opendir} & $\bullet$ & -- \\
1381 \func{pathconf} & $\bullet$ & -- \\
1382 \func{readlink} & -- & $\bullet$ \\
1383 \func{remove} & -- & $\bullet$ \\
1384 \func{rename} & -- & $\bullet$ \\
1385 \func{stat} & $\bullet$ & -- \\
1386 \func{truncate} & $\bullet$ & -- \\
1387 \func{unlink} & -- & $\bullet$ \\
1390 \caption{Uso dei link simbolici da parte di alcune funzioni.}
1391 \label{tab:file_symb_effect}
1394 \footnotetext{a partire dalla serie 2.0, e contrariamente a quanto indicato
1395 dallo standard POSIX, si veda quanto detto in sez.~\ref{sec:file_link}.}
1397 Si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
1398 con i file descriptor, in quanto la risoluzione del link simbolico viene in
1399 genere effettuata dalla funzione che restituisce il file descriptor
1400 (normalmente la \func{open}, vedi sez.~\ref{sec:file_open}) e tutte le
1401 operazioni seguenti fanno riferimento solo a quest'ultimo.
1403 Dato che, come indicato in tab.~\ref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
1404 \func{open} seguono i link simbolici, occorrono funzioni apposite per accedere
1405 alle informazioni del link invece che a quelle del file a cui esso fa
1406 riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico si usa
1407 la funzione \funcd{readlink}, il cui prototipo è:
1408 \begin{prototype}{unistd.h}
1409 {int readlink(const char *path, char *buff, size\_t size)}
1410 Legge il contenuto del link simbolico indicato da \param{path} nel buffer
1411 \param{buff} di dimensione \param{size}.
1413 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro
1414 \param{buff} o -1 per un errore, nel qual caso la variabile
1415 \var{errno} assumerà i valori:
1417 \item[\errcode{EINVAL}] \param{path} non è un link simbolico o \param{size}
1420 ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1421 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT} e
1425 La funzione apre il link simbolico, ne legge il contenuto, lo scrive nel
1426 buffer, e lo richiude. Si tenga presente che la funzione non termina la
1427 stringa con un carattere nullo e la tronca alla dimensione specificata da
1428 \param{size} per evitare di sovrascrivere oltre le dimensioni del buffer.
1432 \includegraphics[width=8.5cm]{img/link_loop}
1433 \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
1434 \label{fig:file_link_loop}
1437 Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
1438 cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in
1439 fig.~\ref{fig:file_link_loop}, che riporta la struttura della directory
1440 \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo interno un link simbolico che
1441 punta di nuovo a \file{/boot}.\footnote{il loop mostrato in
1442 fig.~\ref{fig:file_link_loop} è un usato per poter permettere a \cmd{grub}
1443 (un bootloader in grado di leggere direttamente da vari filesystem il file
1444 da lanciare come sistema operativo) di vedere i file contenuti nella
1445 directory \file{/boot} con lo stesso \textit{pathname} con cui verrebbero
1446 visti dal sistema operativo, anche se essi si trovano, come accade spesso,
1447 su una partizione separata (che \cmd{grub}, all'avvio, vede come radice).}
1449 Questo può causare problemi per tutti quei programmi che effettuano la
1450 scansione di una directory senza tener conto dei link simbolici, ad esempio se
1451 lanciassimo un comando del tipo \code{grep -r linux *}, il loop nella
1452 directory porterebbe il comando ad esaminare \file{/boot}, \file{/boot/boot},
1453 \file{/boot/boot/boot} e così via.
1455 Per questo motivo il kernel e le librerie prevedono che nella risoluzione di
1456 un \itindex{pathname} \textit{pathname} possano essere seguiti un numero
1457 limitato di link simbolici, il cui valore limite è specificato dalla costante
1458 \const{MAXSYMLINKS}. Qualora questo limite venga superato viene generato un
1459 errore ed \var{errno} viene impostata al valore \errcode{ELOOP}.
1461 Un punto da tenere sempre presente è che, come abbiamo accennato, un link
1462 simbolico può fare riferimento anche ad un file che non esiste; ad esempio
1463 possiamo creare un file temporaneo nella nostra directory con un link del
1466 $ ln -s /tmp/tmp_file temporaneo
1468 anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste. Questo può generare confusione, in
1469 quanto aprendo in scrittura \file{temporaneo} verrà creato
1470 \file{/tmp/tmp\_file} e scritto; ma accedendo in sola lettura a
1471 \file{temporaneo}, ad esempio con \cmd{cat}, otterremmo:
1474 cat: temporaneo: No such file or directory
1476 con un errore che può sembrare sbagliato, dato che un'ispezione con \cmd{ls}
1477 ci mostrerebbe invece l'esistenza di \file{temporaneo}.
1480 \subsection{La creazione e la cancellazione delle directory}
1481 \label{sec:file_dir_creat_rem}
1483 Benché in sostanza le directory non siano altro che dei file contenenti
1484 elenchi di nomi ed \itindex{inode} \textit{inode}, non è possibile trattarle
1485 come file ordinari e devono essere create direttamente dal kernel attraverso
1486 una opportuna system call.\footnote{questo è quello che permette anche,
1487 attraverso l'uso del VFS, l'utilizzo di diversi formati per la gestione dei
1488 suddetti elenchi, dalle semplici liste a strutture complesse come alberi
1489 binari, hash, ecc. che consentono una ricerca veloce quando il numero di
1490 file è molto grande.} La funzione usata per creare una directory è
1491 \funcd{mkdir}, ed il suo prototipo è:
1493 \headdecl{sys/stat.h}
1494 \headdecl{sys/types.h}
1495 \funcdecl{int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)}
1497 Crea una nuova directory.
1499 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1500 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1502 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) con quel nome esiste di
1504 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory in
1505 cui si vuole inserire la nuova directory.
1506 \item[\errcode{EMLINK}] la directory in cui si vuole creare la nuova
1507 directory contiene troppi file; sotto Linux questo normalmente non avviene
1508 perché il filesystem standard consente la creazione di un numero di file
1509 maggiore di quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo
1510 avere a che fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può
1512 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
1513 la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
1515 ed inoltre anche \errval{EPERM}, \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG},
1516 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
1520 La funzione crea una nuova directory vuota, che contiene cioè solo le due voci
1521 standard presenti in ogni directory (cioè ``\file{.}'' e ``\file{..}''), con
1522 il nome indicato dall'argomento \param{dirname}. Il nome può essere indicato
1523 sia come \itindex{pathname} \textit{pathname} assoluto che come
1524 \itindex{pathname} \textit{pathname} relativo.
1526 I permessi di accesso (vedi sez.~\ref{sec:file_access_control}) con cui la
1527 directory viene creata sono specificati dall'argomento \param{mode}, i cui
1528 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_permission_const}; si
1529 tenga presente che questi sono modificati dalla maschera di creazione dei file
1530 (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_management}). La titolarità della nuova
1531 directory è impostata secondo quanto riportato in
1532 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}.
1534 La funzione che permette la cancellazione di una directory è invece
1535 \funcd{rmdir}, ed il suo prototipo è:
1536 \begin{prototype}{sys/stat.h}{int rmdir(const char *dirname)}
1537 Cancella una directory.
1539 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1540 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1542 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem non supporta la cancellazione di
1543 directory, oppure la directory che contiene \param{dirname} ha lo
1544 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato e l'\ids{UID} effettivo
1545 del processo non corrisponde al proprietario della directory.
1546 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory
1547 che contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso
1548 di attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
1550 \item[\errcode{EBUSY}] la directory specificata è la directory di lavoro o la
1551 radice di qualche processo.
1552 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] la directory non è vuota.
1554 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1555 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{EROFS}.}
1558 La funzione cancella la directory \param{dirname}, che deve essere vuota (la
1559 directory deve cioè contenere soltanto le due voci standard ``\file{.}'' e
1560 ``\file{..}''). Il nome può essere indicato con il \itindex{pathname}
1561 \textit{pathname} assoluto o relativo.
1563 La modalità con cui avviene la cancellazione è analoga a quella di
1564 \func{unlink}: fintanto che il numero di link \itindex{inode}
1565 all'\textit{inode} della directory non diventa nullo e nessun processo ha la
1566 directory aperta lo spazio occupato su disco non viene rilasciato. Se un
1567 processo ha la directory aperta la funzione rimuove il link \itindex{inode}
1568 all'\textit{inode} e nel caso sia l'ultimo, pure le voci standard ``\file{.}''
1569 e ``\file{..}'', a questo punto il kernel non consentirà di creare più nuovi
1570 file nella directory.
1573 \subsection{La creazione di file speciali}
1574 \label{sec:file_mknod}
1576 \index{file!di~dispositivo|(}
1578 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e link simbolici; in
1579 sez.~\ref{sec:file_file_types} abbiamo visto però che il sistema prevede pure
1580 degli altri tipi di file speciali, come i file di dispositivo, le fifo ed i
1581 socket (questi ultimi sono un caso a parte, essendo associati anche alla
1582 comunicazione via rete, per cui ci saranno trattati in dettaglio a partire da
1583 cap.~\ref{cha:socket_intro}).
1585 La manipolazione delle caratteristiche di questi diversi tipi di file e la
1586 loro cancellazione può essere effettuata con le stesse funzioni che operano
1587 sui file regolari; ma quando li si devono creare sono necessarie delle
1588 funzioni apposite. La prima di queste funzioni è \funcd{mknod}, il cui
1591 \headdecl{sys/types.h}
1592 \headdecl{sys/stat.h}
1595 \funcdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)}
1597 Crea un \textit{inode} del tipo specificato sul filesystem.
1599 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1600 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1602 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno privilegi sufficienti a creare
1603 l'\texttt{inode}, o il filesystem su cui si è cercato di
1604 creare \param{pathname} non supporta l'operazione.
1605 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non indica un file, una
1606 fifo, un socket o un dispositivo.
1607 \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste già o è un link simbolico.
1609 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
1610 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
1611 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS}.}
1614 La funzione, come suggerisce il nome, permette di creare un ``\textsl{nodo}''
1615 sul filesystem, e viene in genere utilizzata per creare i file di dispositivo,
1616 ma si può usare anche per creare file regolari. L'argomento
1617 \param{mode} specifica sia il tipo di file che si vuole creare che i relativi
1618 permessi, secondo i valori riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, che
1619 vanno combinati con un OR binario. I permessi sono comunque modificati nella
1620 maniera usuale dal valore di \itindex{umask} \textit{umask} (si veda
1621 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).
1623 Per il tipo di file può essere specificato solo uno fra i seguenti valori:
1624 \const{S\_IFREG} per un file regolare (che sarà creato vuoto),
1625 \const{S\_IFBLK} per un dispositivo a blocchi, \const{S\_IFCHR} per un
1626 dispositivo a caratteri, \const{S\_IFSOCK} per un socket e \const{S\_IFIFO}
1627 per una fifo;\footnote{con Linux la funzione non può essere usata per creare
1628 directory o link simbolici, si dovranno usare le funzioni \func{mkdir} e
1629 \func{symlink} a questo dedicate.} un valore diverso comporterà l'errore
1632 Qualora si sia specificato in \param{mode} un file di dispositivo (vale a dire
1633 o \const{S\_IFBLK} o \const{S\_IFCHR}), il valore di \param{dev} dovrà essere
1634 usato per indicare a quale dispositivo si fa riferimento, altrimenti il suo
1635 valore verrà ignorato. Solo l'amministratore può creare un file di
1636 dispositivo usando questa funzione (il processo deve avere la
1637 \itindex{capabilities} \textit{capability} \const{CAP\_MKNOD}), ma in
1638 Linux\footnote{questo è un comportamento specifico di Linux, la funzione non è
1639 prevista dallo standard POSIX.1 originale, mentre è presente in SVr4 e
1640 4.4BSD, ma esistono differenze nei comportamenti e nei codici di errore,
1641 tanto che questa è stata introdotta in POSIX.1-2001 con una nota che la
1642 definisce portabile solo quando viene usata per creare delle fifo, ma
1643 comunque deprecata essendo utilizzabile a tale scopo la specifica
1644 \func{mkfifo}.} l'uso per la creazione di un file ordinario, di una fifo o
1645 di un socket è consentito anche agli utenti normali.
1647 I nuovi \itindex{inode} \textit{inode} creati con \func{mknod} apparterranno
1648 al proprietario e al gruppo del processo che li ha creati, a meno che non si
1649 sia attivato il bit \acr{sgid} per la directory o sia stata attivata la
1650 semantica BSD per il filesystem (si veda
1651 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}) in cui si va a creare
1652 \itindex{inode} l'\textit{inode}.
1654 Nella creazione di un file di dispositivo occorre poi specificare
1655 correttamente il valore di \param{dev}; questo infatti è di tipo
1656 \type{dev\_t}, che è un tipo primitivo (vedi
1657 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) riservato per indicare un
1658 \textsl{numero} di dispositivo; il kernel infatti identifica ciascun
1659 dispositivo con un valore numerico. Originariamente questo era un intero a 16
1660 bit diviso in due parti di 8 bit chiamate rispettivamente
1661 \itindex{major~number} \textit{major number} e \itindex{minor~number}
1662 \textit{minor number}, che sono poi i due numeri mostrati dal comando
1663 \texttt{ls -l} al posto della dimensione quando lo si esegue su un file di
1666 Il \itindex{major~number} \textit{major number} identifica una classe di
1667 dispositivi (ad esempio la seriale, o i dischi IDE) e serve in sostanza per
1668 indicare al kernel quale è il modulo che gestisce quella classe di
1669 dispositivi; per identificare uno specifico dispositivo di quella classe (ad
1670 esempio una singola porta seriale, o una partizione di un disco) si usa invece
1671 il \itindex{minor~number} \textit{minor number}. L'elenco aggiornato di questi
1672 numeri con le relative corrispondenze ai vari dispositivi può essere trovato
1673 nel file \texttt{Documentation/devices.txt} allegato alla documentazione dei
1674 sorgenti del kernel.
1676 Data la crescita nel numero di dispositivi supportati, ben presto il limite
1677 massimo di 256 si è rivelato troppo basso, e nel passaggio dai kernel della
1678 serie 2.4 alla serie 2.6 è stata aumentata a 32 bit la dimensione del tipo
1679 \type{dev\_t}, con delle dimensioni passate a 12 bit per il
1680 \itindex{major~number} \textit{major number} e 20 bit per il
1681 \itindex{minor~number} \textit{minor number}. La transizione però ha anche
1682 comportato il passaggio di \type{dev\_t} a \index{tipo!opaco} tipo opaco, e la
1683 necessità di specificare il numero tramite delle opportune macro, così da non
1684 avere problemi di compatibilità con eventuali ulteriori estensioni.
1686 Le macro sono definite nel file \file{sys/sysmacros.h}, che viene
1687 automaticamente incluso quando si include \file{sys/types.h}; si possono
1688 pertanto ottenere i valori del \itindex{major~number} \textit{major number} e
1689 \itindex{minor~number} \textit{minor number} di un dispositivo rispettivamente
1690 con le macro \macro{major} e \macro{minor}:
1692 \headdecl{sys/types.h}
1693 \funcdecl{int \macro{major}(dev\_t dev)}
1694 Restituisce il \itindex{major~number} \textit{major number} del dispositivo
1697 \funcdecl{int \macro{minor}(dev\_t dev)}
1698 Restituisce il \itindex{minor~number} \textit{minor number} del dispositivo
1701 \noindent mentre una volta che siano noti \itindex{major~number} \textit{major
1702 number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number} si potrà costruire il
1703 relativo identificativo con la macro \macro{makedev}:
1705 \headdecl{sys/types.h}
1706 \funcdecl{dev\_t \macro{minor}(int major, int minor)}
1708 Restituisce l'identificativo di un dispositivo dati \itindex{major~number}
1709 \textit{major number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number}.
1712 \index{file!di~dispositivo|)}
1714 Infine con lo standard POSIX.1-2001 è stata introdotta una funzione specifica
1715 per creare una fifo (tratteremo le fifo in in sez.~\ref{sec:ipc_named_pipe});
1716 la funzione è \funcd{mkfifo} ed il suo prototipo è:
1718 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{sys/stat.h}
1720 \funcdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)}
1724 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1725 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EACCES},
1726 \errval{EEXIST}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOSPC},
1727 \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}.}
1730 La funzione crea la fifo \param{pathname} con i permessi \param{mode}. Come
1731 per \func{mknod} il file \param{pathname} non deve esistere (neanche come link
1732 simbolico); al solito i permessi specificati da \param{mode} vengono
1733 modificati dal valore di \itindex{umask} \textit{umask}.
1737 \subsection{Accesso alle directory}
1738 \label{sec:file_dir_read}
1740 Benché le directory alla fine non siano altro che dei file che contengono
1741 delle liste di nomi ed \itindex{inode} \textit{inode}, per il ruolo che
1742 rivestono nella struttura del sistema, non possono essere trattate come dei
1743 normali file di dati. Ad esempio, onde evitare inconsistenze all'interno del
1744 filesystem, solo il kernel può scrivere il contenuto di una directory, e non
1745 può essere un processo a inserirvi direttamente delle voci con le usuali
1746 funzioni di scrittura.
1748 Ma se la scrittura e l'aggiornamento dei dati delle directory è compito del
1749 kernel, sono molte le situazioni in cui i processi necessitano di poterne
1750 leggere il contenuto. Benché questo possa essere fatto direttamente (vedremo
1751 in sez.~\ref{sec:file_open} che è possibile aprire una directory come se fosse
1752 un file, anche se solo in sola lettura) in generale il formato con cui esse
1753 sono scritte può dipendere dal tipo di filesystem, tanto che, come riportato
1754 in tab.~\ref{tab:file_file_operations}, il VFS del kernel prevede una apposita
1755 funzione per la lettura delle directory.
1757 Tutto questo si riflette nello standard POSIX\footnote{le funzioni erano
1758 presenti in SVr4 e 4.3BSD, la loro specifica è riportata in POSIX.1-2001.}
1759 che ha introdotto una apposita interfaccia per la lettura delle directory,
1760 basata sui cosiddetti \textit{directory stream} (chiamati così per l'analogia
1761 con i file stream dell'interfaccia standard ANSI C di
1762 cap.~\ref{cha:files_std_interface}). La prima funzione di questa interfaccia è
1763 \funcd{opendir}, il cui prototipo è:
1765 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1767 \funcdecl{DIR * opendir(const char *dirname)}
1769 Apre un \textit{directory stream}.
1771 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
1772 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
1773 assumerà i valori \errval{EACCES}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
1774 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e \errval{ENOTDIR}.}
1777 La funzione apre un \textit{directory stream} per la directory
1778 \param{dirname}, ritornando il puntatore ad un oggetto di tipo \type{DIR} (che
1779 è il \index{tipo!opaco} tipo opaco usato dalle librerie per gestire i
1780 \textit{directory stream}) da usare per tutte le operazioni successive, la
1781 funzione inoltre posiziona lo stream sulla prima voce contenuta nella
1784 Si tenga presente che comunque la funzione opera associando il
1785 \textit{directory stream} ad un opportuno file descriptor sottostante, sul
1786 quale vengono compiute le operazioni. Questo viene sempre aperto impostando il
1787 flag di \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec}, così da evitare che
1788 resti aperto in caso di esecuzione di un altro programma.
1790 Nel caso in cui sia necessario conoscere il \textit{file descriptor} associato
1791 ad un \textit{directory stream} si può usare la funzione
1792 \funcd{dirfd},\footnote{questa funzione è una estensione introdotta con BSD
1793 4.3-Reno ed è presente in Linux con le libc5 (a partire dalla versione
1794 5.1.2) e con le \acr{glibc} ma non presente in POSIX fino alla revisione
1795 POSIX.1-2008, per questo per poterla utilizzare fino alla versione 2.10
1796 delle \acr{glibc} era necessario definire le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
1797 \macro{\_SVID\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
1798 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o
1799 \texttt{\macro{\_XOPEN\_SOURCE} >= 700}.} il cui prototipo è:
1801 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1803 \funcdecl{int dirfd(DIR * dir)}
1805 Restituisce il file descriptor associato ad un \textit{directory stream}.
1807 \bodydesc{La funzione restituisce il file descriptor (un valore positivo) in
1808 caso di successo e -1 in caso di errore.}
1811 La funzione restituisce il file descriptor associato al \textit{directory
1812 stream} \param{dir}. Di solito si utilizza questa funzione in abbinamento a
1813 funzioni che operano sui file descriptor, ad esempio si potrà usare
1814 \func{fstat} per ottenere le proprietà della directory, o \func{fchdir} per
1815 spostare su di essa la directory di lavoro (vedi
1816 sez.~\ref{sec:file_work_dir}).
1818 Viceversa se si è aperto un file descriptor corrispondente ad una directory è
1819 possibile associarvi un \textit{directory stream} con la funzione
1820 \funcd{fdopendir},\footnote{questa funzione è però disponibile solo a partire
1821 dalla versione 2.4 delle \acr{glibc}, ed è stata introdotta nello standard
1822 POSIX solo a partire dalla revisione POSIX.1-2008, prima della versione 2.10
1823 delle \acr{glibc} per poterla utilizzare era necessario definire la macro
1824 \macro{\_GNU\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
1825 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o \texttt{\_XOPEN\_SOURCE >=
1826 700} .} il cui prototipo è:
1828 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1830 \funcdecl{DIR * fdopendir(int fd)}
1832 Associa un \textit{directory stream} al file descriptor \param{fd}.
1834 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
1835 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
1836 assumerà il valore \errval{EBADF}.}
1839 La funzione è identica a \func{opendir}, ma ritorna un \textit{directory
1840 stream} facendo riferimento ad un file descriptor \param{fd} che deve essere
1841 stato aperto in precedenza; la funzione darà un errore qualora questo non
1842 corrisponda ad una directory. L'uso di questa funzione permette di rispondere
1843 agli stessi requisiti delle funzioni ``\textit{at}'' che vedremo in
1844 sez.~\ref{sec:file_openat}.
1846 Una volta utilizzata il file descriptor verrà usato internamente dalle
1847 funzioni che operano sul \textit{directory stream} e non dovrà essere più
1848 utilizzato all'interno del proprio programma; in particolare dovrà essere
1849 chiuso con \func{closedir} e non direttamente. Si tenga presente inoltre che
1850 \func{fdopendir} non modifica lo stato di un eventuale flag di
1851 \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec}, che pertanto dovrà essere
1852 impostato esplicitamente in fase di apertura del file descriptor.
1854 Una volta che si sia aperto un \textit{directory stream} la lettura del
1855 contenuto della directory viene effettuata attraverso la funzione
1856 \funcd{readdir}; il suo prototipo è:
1858 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1860 \funcdecl{struct dirent *readdir(DIR *dir)}
1862 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
1864 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla struttura contenente i
1865 dati in caso di successo e \val{NULL} altrimenti, in caso di
1866 \textit{directory stream} non valido \var{errno} assumerà il valore
1867 \errval{EBADF}, il valore \val{NULL} viene restituito anche quando si
1868 raggiunge la fine dello stream.}
1871 La funzione legge la voce corrente nella directory, posizionandosi sulla voce
1872 successiva. Pertanto se si vuole leggere l'intero contenuto di una directory
1873 occorrerà ripetere l'esecuzione della funzione fintanto che non si siano
1874 esaurite tutte le voci in essa presenti.
1876 \begin{figure}[!htb]
1877 \footnotesize \centering
1878 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
1879 \includestruct{listati/dirent.c}
1882 \caption{La struttura \structd{dirent} per la lettura delle informazioni dei
1884 \label{fig:file_dirent_struct}
1887 I dati vengono memorizzati in una struttura \struct{dirent}, la cui
1888 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:file_dirent_struct}.\footnote{la
1889 definizione è quella usata da Linux, che si trova nel file
1890 \file{/usr/include/bits/dirent.h}, essa non contempla la presenza del campo
1891 \var{d\_namlen} che indica la lunghezza del nome del file.} La funzione
1892 restituisce il puntatore alla struttura; si tenga presente però che
1893 quest'ultima è allocata staticamente, per cui viene sovrascritta tutte le
1894 volte che si ripete la lettura di una voce sullo stesso \textit{directory
1897 Di questa funzione esiste anche una versione \index{funzioni!rientranti}
1898 rientrante, \func{readdir\_r},\footnote{per usarla è necessario definire una
1899 qualunque delle macro \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 1},
1900 \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE}, \macro{\_SVID\_SOURCE},
1901 \macro{\_POSIX\_SOURCE}.} che non usa una struttura allocata staticamente, e
1902 può essere utilizzata anche con i \itindex{thread} \textit{thread}, il suo
1905 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1907 \funcdecl{int readdir\_r(DIR *dir, struct dirent *entry,
1908 struct dirent **result)}
1910 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
1912 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1913 errore, gli errori sono gli stessi di \func{readdir}.}
1916 La funzione restituisce in \param{result} (come
1917 \itindex{value~result~argument} \textit{value result argument}) l'indirizzo
1918 dove sono stati salvati i dati, che di norma corrisponde a quello della
1919 struttura precedentemente allocata e specificata dall'argomento \param{entry},
1920 anche se non è assicurato che la funzione usi lo spazio fornito dall'utente.
1922 I vari campi di \struct{dirent} contengono le informazioni relative alle voci
1923 presenti nella directory; sia BSD che SVr4 prevedono che siano sempre presenti
1924 il campo \var{d\_name},\footnote{lo standard POSIX prevede invece solo la
1925 presenza del campo \var{d\_fileno}, identico \var{d\_ino}, che in Linux è
1926 definito come alias di quest'ultimo; il campo \var{d\_name} è considerato
1927 dipendente dall'implementazione.} che contiene il nome del file nella forma
1928 di una stringa terminata da uno zero,\footnote{lo standard POSIX non specifica
1929 una lunghezza, ma solo un limite \const{NAME\_MAX}; in SVr4 la lunghezza del
1930 campo è definita come \code{NAME\_MAX+1} che di norma porta al valore di 256
1931 byte usato anche in Linux.} ed il campo \var{d\_ino}, che contiene il numero
1932 di \textit{inode} cui il file è associato e corrisponde al campo \var{st\_ino}
1935 La presenza di ulteriori campi opzionali oltre i due citati è segnalata dalla
1936 definizione di altrettante macro nella forma \code{\_DIRENT\_HAVE\_D\_XXX}
1937 dove \code{XXX} è il nome del relativo campo; nel caso di Linux sono pertanto
1938 definite le macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_TYPE},
1939 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_OFF} e \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_RECLEN}, mentre non
1940 è definita la macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_NAMLEN}.
1945 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1947 \textbf{Valore} & \textbf{Tipo di file} \\
1950 \const{DT\_UNKNOWN} & Tipo sconosciuto.\\
1951 \const{DT\_REG} & File normale.\\
1952 \const{DT\_DIR} & Directory.\\
1953 \const{DT\_LNK} & Link simbolico.\\
1954 \const{DT\_FIFO} & Fifo.\\
1955 \const{DT\_SOCK} & Socket.\\
1956 \const{DT\_CHR} & Dispositivo a caratteri.\\
1957 \const{DT\_BLK} & Dispositivo a blocchi.\\
1960 \caption{Costanti che indicano i vari tipi di file nel campo \var{d\_type}
1961 della struttura \struct{dirent}.}
1962 \label{tab:file_dtype_macro}
1965 Per quanto riguarda il significato dei campi opzionali, il campo \var{d\_type}
1966 indica il tipo di file (se fifo, directory, link simbolico, ecc.), e consente
1967 di evitare una successiva chiamata a \func{lstat} per determinarlo. I suoi
1968 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_dtype_macro}. Si tenga
1969 presente che questo valore è disponibile solo per i filesystem che ne
1970 supportano la restituzione (fra questi i più noti sono \textsl{btrfs},
1971 \textsl{ext2}, \textsl{ext3}, e \textsl{ext4}), per gli altri si otterrà
1972 sempre il valore \const{DT\_UNKNOWN}.\footnote{inoltre fino alla versione 2.1
1973 delle \acr{glibc}, pur essendo il campo \var{d\_type} presente, il suo uso
1974 non era implementato, e veniva restituito comunque il valore
1975 \const{DT\_UNKNOWN}.}
1977 Per la conversione da e verso l'analogo valore mantenuto dentro il campo
1978 \var{st\_mode} di \struct{stat} sono definite anche due macro di conversione,
1979 \macro{IFTODT} e \macro{DTTOIF}:
1981 \funcdecl{int IFTODT(mode\_t MODE)} Converte il tipo di file dal formato di
1982 \var{st\_mode} a quello di \var{d\_type}.
1984 \funcdecl{mode\_t DTTOIF(int DTYPE)} Converte il tipo di file dal formato di
1985 \var{d\_type} a quello di \var{st\_mode}.
1988 Il campo \var{d\_off} contiene invece la posizione della voce successiva della
1989 directory, mentre il campo \var{d\_reclen} la lunghezza totale della voce
1990 letta. Con questi due campi diventa possibile, determinando la posizione delle
1991 varie voci, spostarsi all'interno dello stream usando la funzione
1992 \funcd{seekdir},\footnote{sia questa funzione che \func{telldir}, sono
1993 estensioni prese da BSD, ed introdotte nello standard POSIX solo a partire
1994 dalla revisione POSIX.1-2001, per poterle utilizzare deve essere definita
1995 una delle macro \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE} o
1996 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
1997 \begin{prototype}{dirent.h}{void seekdir(DIR *dir, off\_t offset)}
1998 Cambia la posizione all'interno di un \textit{directory stream}.
2001 La funzione non ritorna nulla e non segnala errori, è però necessario che il
2002 valore dell'argomento \param{offset} sia valido per lo stream \param{dir};
2003 esso pertanto deve essere stato ottenuto o dal valore di \var{d\_off} di
2004 \struct{dirent} o dal valore restituito dalla funzione \funcd{telldir}, che
2005 legge la posizione corrente; il prototipo di quest'ultima è:\footnote{prima
2006 delle \acr{glibc} 2.1.1 la funzione restituiva un valore di tipo
2007 \type{off\_t}, sostituito a partire dalla versione 2.1.2 da \ctyp{long} per
2008 conformità a POSIX.1-2001.}
2009 \begin{prototype}{dirent.h}{long telldir(DIR *dir)}
2010 Ritorna la posizione corrente in un \textit{directory stream}.
2012 \bodydesc{La funzione restituisce la posizione corrente nello stream (un
2013 numero positivo) in caso di successo, e -1 altrimenti, nel qual caso
2014 \var{errno} assume solo il valore di \errval{EBADF}, corrispondente ad un
2015 valore errato per \param{dir}.}
2018 La sola funzione di posizionamento nello stream prevista originariamente dallo
2019 standard POSIX è \funcd{rewinddir}, che riporta la posizione a quella
2020 iniziale; il suo prototipo è:
2022 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2024 \funcdecl{void rewinddir(DIR *dir)}
2026 Si posiziona all'inizio di un \textit{directory stream}.
2029 Una volta completate le operazioni si può chiudere il \textit{directory
2030 stream}, ed il file descriptor ad esso associato, con la funzione
2031 \funcd{closedir}, il cui prototipo è:
2033 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2035 \funcdecl{int closedir(DIR * dir)}
2037 Chiude un \textit{directory stream}.
2039 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 altrimenti, nel
2040 qual caso \var{errno} assume il valore \errval{EBADF}.}
2043 A parte queste funzioni di base in BSD 4.3 venne introdotta un'altra funzione
2044 che permette di eseguire una scansione completa, con tanto di ricerca ed
2045 ordinamento, del contenuto di una directory; la funzione è
2046 \funcd{scandir}\footnote{in Linux questa funzione è stata introdotta fin dalle
2047 \acr{libc4} e richiede siano definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2048 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} ed il suo prototipo è:
2049 \begin{prototype}{dirent.h}{int scandir(const char *dir,
2050 struct dirent ***namelist, int(*filter)(const struct dirent *),
2051 int(*compar)(const struct dirent **, const struct dirent **))}
2053 Esegue una scansione di un \textit{directory stream}.
2055 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il numero di voci
2056 trovate, e -1 altrimenti.}
2059 Al solito, per la presenza fra gli argomenti di due puntatori a funzione, il
2060 prototipo non è molto comprensibile; queste funzioni però sono quelle che
2061 controllano rispettivamente la selezione di una voce (quella passata con
2062 l'argomento \param{filter}) e l'ordinamento di tutte le voci selezionate
2063 (quella specificata dell'argomento \param{compar}).
2065 La funzione legge tutte le voci della directory indicata dall'argomento
2066 \param{dir}, passando un puntatore a ciascuna di esse (una struttura
2067 \struct{dirent}) come argomento della funzione di selezione specificata da
2068 \param{filter}; se questa ritorna un valore diverso da zero il puntatore viene
2069 inserito in un vettore che viene allocato dinamicamente con \func{malloc}.
2070 Qualora si specifichi un valore \val{NULL} per l'argomento \func{filter} non
2071 viene fatta nessuna selezione e si ottengono tutte le voci presenti.
2073 Le voci selezionate possono essere riordinate tramite \func{qsort}, le modalità
2074 del riordinamento possono essere personalizzate usando la funzione
2075 \param{compar} come criterio di ordinamento di \func{qsort}, la funzione
2076 prende come argomenti le due strutture \struct{dirent} da confrontare
2077 restituendo un valore positivo, nullo o negativo per indicarne l'ordinamento;
2078 alla fine l'indirizzo della lista ordinata dei puntatori alle strutture
2079 \struct{dirent} viene restituito nell'argomento
2080 \param{namelist}.\footnote{la funzione alloca automaticamente la lista, e
2081 restituisce, come \itindex{value~result~argument} \textit{value result
2082 argument}, l'indirizzo della stessa; questo significa che \param{namelist}
2083 deve essere dichiarato come \code{struct dirent **namelist} ed alla funzione
2084 si deve passare il suo indirizzo.}
2086 Per l'ordinamento, vale a dire come valori possibili per l'argomento
2087 \param{compar} sono disponibili due funzioni predefinite, \funcd{alphasort} e
2088 \funcd{versionsort}, i cui prototipi sono:
2092 \funcdecl{int alphasort(const void *a, const void *b)}
2094 \funcdecl{int versionsort(const void *a, const void *b)}
2096 Funzioni per l'ordinamento delle voci di \textit{directory stream}.
2098 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un valore minore, uguale o maggiore di
2099 zero qualora il primo argomento sia rispettivamente minore, uguale o
2100 maggiore del secondo.}
2103 La funzione \func{alphasort} deriva da BSD ed è presente in Linux fin dalle
2104 \acr{libc4}\footnote{la versione delle \acr{libc4} e \acr{libc5} usa però come
2105 argomenti dei puntatori a delle strutture \struct{dirent}; le glibc usano il
2106 prototipo originario di BSD, mostrato anche nella definizione, che prevede
2107 puntatori a \ctyp{void}.} e deve essere specificata come argomento
2108 \param{compar} per ottenere un ordinamento alfabetico (secondo il valore del
2109 campo \var{d\_name} delle varie voci). Le \acr{glibc} prevedono come
2110 estensione\footnote{le glibc, a partire dalla versione 2.1, effettuano anche
2111 l'ordinamento alfabetico tenendo conto delle varie localizzazioni, usando
2112 \func{strcoll} al posto di \func{strcmp}.} anche \func{versionsort}, che
2113 ordina i nomi tenendo conto del numero di versione (cioè qualcosa per cui
2114 \texttt{file10} viene comunque dopo \texttt{file4}.)
2116 \begin{figure}[!htbp]
2117 \footnotesize \centering
2118 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2119 \includecodesample{listati/my_ls.c}
2121 \caption{Esempio di codice per eseguire la lista dei file contenuti in una
2123 \label{fig:file_my_ls}
2126 Un semplice esempio dell'uso di queste funzioni è riportato in
2127 fig.~\ref{fig:file_my_ls}, dove si è riportata la sezione principale di un
2128 programma che, usando la funzione di scansione illustrata in
2129 fig.~\ref{fig:file_dirscan}, stampa i nomi dei file contenuti in una directory
2130 e la relativa dimensione (in sostanza una versione semplificata del comando
2133 Il programma è estremamente semplice; in fig.~\ref{fig:file_my_ls} si è omessa
2134 la parte di gestione delle opzioni (che prevede solo l'uso di una funzione per
2135 la stampa della sintassi, anch'essa omessa) ma il codice completo potrà essere
2136 trovato coi sorgenti allegati nel file \file{myls.c}.
2138 In sostanza tutto quello che fa il programma, dopo aver controllato
2139 (\texttt{\small 12--15}) di avere almeno un argomento (che indicherà la
2140 directory da esaminare) è chiamare (\texttt{\small 16}) la funzione
2141 \func{DirScan} per eseguire la scansione, usando la funzione \code{do\_ls}
2142 (\texttt{\small 22--29}) per fare tutto il lavoro.
2144 Quest'ultima si limita (\texttt{\small 26}) a chiamare \func{stat} sul file
2145 indicato dalla directory entry passata come argomento (il cui nome è appunto
2146 \var{direntry->d\_name}), memorizzando in una opportuna struttura \var{data} i
2147 dati ad esso relativi, per poi provvedere (\texttt{\small 27}) a stampare il
2148 nome del file e la dimensione riportata in \var{data}.
2150 Dato che la funzione verrà chiamata all'interno di \func{DirScan} per ogni
2151 voce presente questo è sufficiente a stampare la lista completa dei file e
2152 delle relative dimensioni. Si noti infine come si restituisca sempre 0 come
2153 valore di ritorno per indicare una esecuzione senza errori.
2155 \begin{figure}[!htbp]
2156 \footnotesize \centering
2157 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2158 \includecodesample{listati/DirScan.c}
2160 \caption{Codice della funzione di scansione di una directory contenuta nel
2161 file \file{DirScan.c}.}
2162 \label{fig:file_dirscan}
2165 Tutto il grosso del lavoro è svolto dalla funzione \func{DirScan}, riportata
2166 in fig.~\ref{fig:file_dirscan}. La funzione è volutamente generica e permette
2167 di eseguire una funzione, passata come secondo argomento, su tutte le voci di
2168 una directory. La funzione inizia con l'aprire (\texttt{\small 18--22}) uno
2169 stream sulla directory passata come primo argomento, stampando un messaggio in
2172 Il passo successivo (\texttt{\small 23--24}) è cambiare directory di lavoro
2173 (vedi sez.~\ref{sec:file_work_dir}), usando in sequenza le funzioni
2174 \func{dirfd} e \func{fchdir} (in realtà si sarebbe potuto usare direttamente
2175 \func{chdir} su \var{dirname}), in modo che durante il successivo ciclo
2176 (\texttt{\small 26--30}) sulle singole voci dello stream ci si trovi
2177 all'interno della directory.\footnote{questo è essenziale al funzionamento
2178 della funzione \code{do\_ls}, e ad ogni funzione che debba usare il campo
2179 \var{d\_name}, in quanto i nomi dei file memorizzati all'interno di una
2180 struttura \struct{dirent} sono sempre relativi alla directory in questione,
2181 e senza questo posizionamento non si sarebbe potuto usare \func{stat} per
2182 ottenere le dimensioni.}
2184 Avendo usato lo stratagemma di fare eseguire tutte le manipolazioni necessarie
2185 alla funzione passata come secondo argomento, il ciclo di scansione della
2186 directory è molto semplice; si legge una voce alla volta (\texttt{\small 26})
2187 all'interno di una istruzione di \code{while} e fintanto che si riceve una
2188 voce valida, cioè un puntatore diverso da \val{NULL}, si esegue
2189 (\texttt{\small 27}) la funzione di elaborazione \var{compare} (che nel nostro
2190 caso sarà \code{do\_ls}), ritornando con un codice di errore (\texttt{\small
2191 28}) qualora questa presenti una anomalia, identificata da un codice di
2192 ritorno negativo. Una volta terminato il ciclo la funzione si conclude con la
2193 chiusura (\texttt{\small 32}) dello stream\footnote{nel nostro caso, uscendo
2194 subito dopo la chiamata, questo non servirebbe, in generale però
2195 l'operazione è necessaria, dato che la funzione può essere invocata molte
2196 volte all'interno dello stesso processo, per cui non chiudere i
2197 \textit{directory stream} comporterebbe un consumo progressivo di risorse,
2198 con conseguente rischio di esaurimento delle stesse.} e la restituzione
2199 (\texttt{\small 32}) del codice di operazioni concluse con successo.
2202 \subsection{La directory di lavoro}
2203 \label{sec:file_work_dir}
2207 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} a ciascun processo è associata una
2208 directory nel filesystem,\footnote{questa viene mantenuta all'interno dei dati
2209 della sua \struct{task\_struct} (vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), più
2210 precisamente nel campo \texttt{pwd} della sotto-struttura
2211 \struct{fs\_struct}.} che è chiamata \textsl{directory corrente} o
2212 \textsl{directory di lavoro} (in inglese \textit{current working directory}).
2213 La directory di lavoro è quella da cui si parte quando un
2214 \itindsub{pathname}{relativo} \textit{pathname} è espresso in forma relativa,
2215 dove il ``\textsl{relativa}'' fa riferimento appunto a questa directory.
2217 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
2218 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
2219 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
2220 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory corrente
2221 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
2222 sez.~\ref{sec:proc_fork}), la directory corrente della shell diventa anche la
2223 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
2225 Dato che è il kernel che tiene traccia per ciascun processo \itindex{inode}
2226 dell'\textit{inode} della directory di lavoro, per ottenerne il
2227 \textit{pathname} occorre usare una apposita funzione di libreria,
2228 \funcd{getcwd},\footnote{con Linux \func{getcwd} è una \textit{system call}
2229 dalla versione 2.1.9, in precedenza il valore doveva essere ottenuto tramite
2230 il filesystem \texttt{/proc} da \procfile{/proc/self/cwd}.} il cui prototipo
2232 \begin{prototype}{unistd.h}{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
2233 Legge il \textit{pathname} della directory di lavoro corrente.
2235 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore \param{buffer} se riesce,
2236 \val{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
2237 \var{errno} è impostata con i seguenti codici di errore:
2239 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{size} è zero e \param{buffer} non
2241 \item[\errcode{ERANGE}] l'argomento \param{size} è più piccolo della
2242 lunghezza del \textit{pathname}.
2243 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
2244 componenti del \textit{pathname} (cioè su una delle directory superiori
2246 \item[\errcode{ENOENT}] la directory di lavoro è stata eliminata.
2250 La funzione restituisce il \textit{pathname} completo della directory di
2251 lavoro corrente nella stringa puntata da \param{buffer}, che deve essere
2252 precedentemente allocata, per una dimensione massima di \param{size}. Il
2253 buffer deve essere sufficientemente largo da poter contenere il
2254 \textit{pathname} completo più lo zero di terminazione della stringa. Qualora
2255 esso ecceda le dimensioni specificate con \param{size} la funzione restituisce
2258 Si può anche specificare un puntatore nullo come
2259 \param{buffer},\footnote{questa è un'estensione allo standard POSIX.1,
2260 supportata da Linux e dalla \acr{glibc}.} nel qual caso la stringa sarà
2261 allocata automaticamente per una dimensione pari a \param{size} qualora questa
2262 sia diversa da zero, o della lunghezza esatta del \textit{pathname}
2263 altrimenti. In questo caso ci si deve ricordare di disallocare la stringa una
2264 volta cessato il suo utilizzo.
2266 Di questa funzione esiste una versione \code{char *getwd(char *buffer)} fatta
2267 per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare la
2268 dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
2269 dimensione superiore a \const{PATH\_MAX} (di solito 256 byte, vedi
2270 sez.~\ref{sec:sys_limits}); il problema è che in Linux non esiste una
2271 dimensione superiore per un \textit{pathname}, per cui non è detto che il
2272 buffer sia sufficiente a contenere il nome del file, e questa è la ragione
2273 principale per cui questa funzione è deprecata.
2275 Un uso comune di \func{getcwd} è quello di salvare la directory di lavoro
2276 iniziale per poi potervi tornare in un tempo successivo, un metodo alternativo
2277 più veloce, se non si è a corto di file descriptor, è invece quello di aprire
2278 la directory corrente (vale a dire ``\texttt{.}'') e tornarvi in seguito con
2281 Una seconda usata per ottenere la directory di lavoro è \code{char
2282 *get\_current\_dir\_name(void)} che è sostanzialmente equivalente ad una
2283 \code{getcwd(NULL, 0)}, con la sola differenza che essa ritorna il valore
2284 della variabile di ambiente \val{PWD}, che essendo costruita dalla shell può
2285 contenere un \textit{pathname} comprendente anche dei link simbolici. Usando
2286 \func{getcwd} infatti, essendo il \textit{pathname} ricavato risalendo
2287 all'indietro l'albero della directory, si perderebbe traccia di ogni passaggio
2288 attraverso eventuali link simbolici.
2290 Per cambiare la directory di lavoro si può usare la funzione \funcd{chdir}
2291 (equivalente del comando di shell \cmd{cd}) il cui nome sta appunto per
2292 \textit{change directory}, il suo prototipo è:
2293 \begin{prototype}{unistd.h}{int chdir(const char *pathname)}
2294 Cambia la directory di lavoro in \param{pathname}.
2296 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore,
2297 nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2299 \item[\errcode{ENOTDIR}] non si è specificata una directory.
2300 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di ricerca su uno dei componenti
2303 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2304 \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP} e \errval{EIO}.}
2306 \noindent ed ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la
2307 quale si hanno i permessi di accesso.
2309 Dato che anche le directory sono file, è possibile riferirsi ad esse anche
2310 tramite il file descriptor, e non solo tramite il \textit{pathname}, per fare
2311 questo si usa \funcd{fchdir}, il cui prototipo è:
2312 \begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir(int fd)}
2313 Identica a \func{chdir}, ma usa il file descriptor \param{fd} invece del
2316 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2317 errore, in caso di errore \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
2320 \noindent anche in questo caso \param{fd} deve essere un file descriptor
2321 valido che fa riferimento ad una directory. Inoltre l'unico errore di accesso
2322 possibile (tutti gli altri sarebbero occorsi all'apertura di \param{fd}), è
2323 quello in cui il processo non ha il permesso di accesso alla directory
2324 specificata da \param{fd}.
2330 \subsection{I file temporanei}
2331 \label{sec:file_temp_file}
2333 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
2334 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
2335 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
2336 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
2337 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile
2338 \itindex{race~condition} \textit{race condition} (si ricordi quanto visto in
2339 sez.~\ref{sec:proc_race_cond}).
2341 Le \acr{glibc} provvedono varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
2342 di cui si abbia certezza di unicità al momento della generazione; storicamente
2343 la prima di queste funzioni create a questo scopo era
2344 \funcd{tmpnam},\footnote{la funzione è stata deprecata nella revisione
2345 POSIX.1-2008 dello standard POSIX.} il cui prototipo è:
2346 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tmpnam(char *string)}
2347 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2349 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
2350 \val{NULL} in caso di fallimento. Non sono definiti errori.}
2353 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file
2354 valido e non esistente al momento dell'invocazione; se si è passato come
2355 argomento \param{string} un puntatore non nullo ad un buffer di caratteri
2356 questo deve essere di dimensione \const{L\_tmpnam} ed il nome generato vi
2357 verrà copiato automaticamente; altrimenti il nome sarà generato in un buffer
2358 statico interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
2359 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
2360 massimo di \const{TMP\_MAX} volte, limite oltre il quale il comportamento è
2361 indefinito. Al nome viene automaticamente aggiunto come prefisso la directory
2362 specificata dalla costante \const{P\_tmpdir}.\footnote{le costanti
2363 \const{L\_tmpnam}, \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX} sono definite in
2366 Di questa funzione esiste una versione \index{funzioni!rientranti} rientrante,
2367 \func{tmpnam\_r}, che non fa nulla quando si passa \val{NULL} come argomento.
2368 Una funzione simile, \funcd{tempnam}, permette di specificare un prefisso per
2369 il file esplicitamente, il suo prototipo è:
2370 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
2371 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2373 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
2374 \val{NULL} in caso di fallimento, \var{errno} viene impostata a
2375 \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
2378 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
2379 per cui è sempre \index{funzioni!rientranti} rientrante, occorre però
2380 ricordarsi di disallocare con \code{free} il puntatore che restituisce.
2381 L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di massimo 5 caratteri per il
2382 nome provvisorio. La funzione assegna come directory per il file temporaneo,
2383 verificando che esista e sia accessibile, la prima valida fra le seguenti:
2385 \item La variabile di ambiente \const{TMPDIR} (non ha effetto se non è
2386 definita o se il programma chiamante è \itindex{suid~bit} \acr{suid} o
2387 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}, vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
2388 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}).
2389 \item Il valore della costante \const{P\_tmpdir}.
2390 \item la directory \file{/tmp}.
2393 In ogni caso, anche se la generazione del nome è casuale, ed è molto difficile
2394 ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro processo non possa
2395 avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del file, un altro file
2396 con lo stesso nome; per questo motivo quando si usa il nome ottenuto da una di
2397 queste funzioni occorre sempre aprire il nuovo file in modalità di esclusione
2398 (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file descriptor o con il flag
2399 \code{x} per gli stream) che fa fallire l'apertura in caso il file sia già
2402 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
2403 POSIX definisce la funzione \funcd{tmpfile}, che permette di ottenere in
2404 maniera sicura l'accesso ad un file temporaneo, il suo prototipo è:
2405 \begin{prototype}{stdio.h}{FILE *tmpfile(void)}
2406 Restituisce un file temporaneo aperto in lettura/scrittura.
2408 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore allo stream associato al file
2409 temporaneo in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual
2410 caso \var{errno} assumerà i valori:
2412 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
2413 \item[\errcode{EEXIST}] non è stato possibile generare un nome univoco.
2415 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
2416 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES}.}
2419 La funzione restituisce direttamente uno stream già aperto (in modalità
2420 \code{r+b}, si veda sez.~\ref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso, che viene
2421 automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal programma. Lo
2422 standard non specifica in quale directory verrà aperto il file, ma le
2423 \acr{glibc} prima tentano con \const{P\_tmpdir} e poi con \file{/tmp}. Questa
2424 funzione è \index{funzioni!rientranti} rientrante e non soffre di problemi di
2425 \itindex{race~condition} \textit{race condition}.
2427 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
2428 caso si possono usare le vecchie funzioni \funcd{mktemp} e \func{mkstemp} che
2429 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
2430 conclusa da 6 caratteri \code{X} che verranno sostituiti da un codice
2431 unico. La prima delle due è analoga a \func{tmpnam} e genera un nome casuale,
2433 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mktemp(char *template)}
2434 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2436 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore \param{template} in caso di
2437 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
2440 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2444 La funzionane genera un nome univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
2445 \param{template}; dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
2446 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
2447 alle possibili \itindex{race~condition} \textit{race condition} date per
2448 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
2449 il valore usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il \ids{PID}
2450 del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26 possibilità
2451 diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da indovinare.
2452 Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai essere
2455 La seconda funzione, \funcd{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
2456 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di un nome; il suo
2458 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkstemp(char *template)}
2459 Genera un file temporaneo.
2461 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e
2462 -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2464 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2465 \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporaneo, il
2466 contenuto di \param{template} è indefinito.
2470 Come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può essere
2471 una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con la
2472 funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
2473 sez.~\ref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
2474 certezza di essere stati i creatori del file, i cui permessi (si veda
2475 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) sono impostati al valore \code{0600}
2476 (lettura e scrittura solo per il proprietario).\footnote{questo è vero a
2477 partire dalle \acr{glibc} 2.0.7, le versioni precedenti delle \acr{glibc} e
2478 le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4} usavano il valore \code{0666} che
2479 permetteva a chiunque di leggere e scrivere i contenuti del file.} Di
2480 questa funzione esiste una variante \funcd{mkostemp}, introdotta
2481 specificamente dalla \acr{glibc},\footnote{la funzione è stata introdotta
2482 nella versione 2.7 delle librerie e richiede che sia definita la macro
2483 \const{\_GNU\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
2484 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkostemp(char *template, int flags)}
2485 Genera un file temporaneo.
2487 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e
2488 -1 in caso di errore, con gli stessi errori di \func{mkstemp}.}
2490 \noindent la cui sola differenza è la presenza dell'ulteriore argomento
2491 \var{flags} che consente di specificare i flag da passare ad \func{open}
2492 nell'apertura del file.
2495 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione simile alle precedenti,
2496 \funcd{mkdtemp}, che crea invece una directory temporanea;\footnote{la
2497 funzione è stata introdotta nelle \acr{glibc} a partire dalla versione
2498 2.1.91 ed inserita nello standard POSIX.1-2008.} il suo prototipo è:
2499 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mkdtemp(char *template)}
2500 Genera una directory temporanea.
2502 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso
2503 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
2506 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2508 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
2511 La funzione genera una directory il cui nome è ottenuto sostituendo le
2512 \code{XXXXXX} finali di \param{template} con permessi \code{0700} (al solito
2513 si veda cap.~\ref{cha:file_unix_interface} per i dettagli); dato che la
2514 creazione della directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di
2515 \itindex{race~condition} \textit{race condition} non si pongono.
2518 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei file}
2519 \label{sec:file_infos}
2521 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
2522 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
2523 relative al controllo di accesso, sono mantenute \itindex{inode}
2524 nell'\textit{inode}.
2526 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
2527 usando la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
2528 memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode}; esamineremo poi le varie
2529 funzioni usate per manipolare tutte queste informazioni (eccetto quelle che
2530 riguardano la gestione del controllo di accesso, trattate in in
2531 sez.~\ref{sec:file_access_control}).
2534 \subsection{La lettura delle caratteristiche dei file}
2535 \label{sec:file_stat}
2537 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
2538 delle funzioni \func{stat} che sono quelle che usa il comando \cmd{ls} per
2539 poter ottenere e mostrare tutti i dati relativi ad un file; ne fanno parte le
2540 funzioni \funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat}, i cui prototipi sono:
2542 \headdecl{sys/types.h}
2543 \headdecl{sys/stat.h}
2546 \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
2547 \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
2548 \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)}
2549 Legge le informazioni di un file.
2551 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
2552 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori: \errval{EBADF},
2553 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EFAULT},
2554 \errval{EACCES}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG}.}
2557 La funzione \func{stat} legge le informazioni del file il cui pathname è
2558 specificato dalla stringa puntata da \param{file\_name} e le inserisce nel
2559 buffer puntato dall'argomento \param{buf}; la funzione \func{lstat} è identica
2560 a \func{stat} eccetto che se \param{file\_name} è un link simbolico vengono
2561 lette le informazioni relative ad esso e non al file a cui fa
2562 riferimento. Infine \func{fstat} esegue la stessa operazione su un file già
2563 aperto, specificato tramite il suo file descriptor \param{filedes}.
2565 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
2566 \file{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
2567 usata da Linux è mostrata in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}, così come
2568 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat}; in realtà la definizione
2569 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
2570 riservati per estensioni come tempi dei file più precisi (vedi
2571 sez.~\ref{sec:file_file_times}), o per il padding dei campi.
2573 \begin{figure}[!htb]
2576 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2577 \includestruct{listati/stat.h}
2580 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
2582 \label{fig:file_stat_struct}
2585 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
2586 primitivi del sistema (di quelli definiti in
2587 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \file{sys/types.h}).
2589 \subsection{I tipi di file}
2590 \label{sec:file_types}
2592 Come riportato in tab.~\ref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e alle
2593 directory esistono altri oggetti che possono stare su un filesystem. Il tipo
2594 di file è ritornato dalla funzione \func{stat} come maschera binaria nel campo
2595 \var{st\_mode} (che contiene anche le informazioni relative ai permessi) di
2596 una struttura \struct{stat}.
2598 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
2599 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di file,
2600 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
2601 standard per i link simbolici e i socket definite da BSD; l'elenco completo
2602 delle macro con cui è possibile estrarre l'informazione da \var{st\_mode} è
2603 riportato in tab.~\ref{tab:file_type_macro}.
2607 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
2609 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
2612 \macro{S\_ISREG}\texttt{(m)} & file normale.\\
2613 \macro{S\_ISDIR}\texttt{(m)} & directory.\\
2614 \macro{S\_ISCHR}\texttt{(m)} & dispositivo a caratteri.\\
2615 \macro{S\_ISBLK}\texttt{(m)} & dispositivo a blocchi.\\
2616 \macro{S\_ISFIFO}\texttt{(m)} & fifo.\\
2617 \macro{S\_ISLNK}\texttt{(m)} & link simbolico.\\
2618 \macro{S\_ISSOCK}\texttt{(m)} & socket.\\
2621 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \texttt{sys/stat.h}).}
2622 \label{tab:file_type_macro}
2625 Oltre alle macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro} è possibile usare
2626 direttamente il valore di \var{st\_mode} per ricavare il tipo di file
2627 controllando direttamente i vari bit in esso memorizzati. Per questo sempre in
2628 \file{sys/stat.h} sono definite le costanti numeriche riportate in
2629 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
2631 Il primo valore dell'elenco di tab.~\ref{tab:file_mode_flags} è la maschera
2632 binaria che permette di estrarre i bit nei quali viene memorizzato il tipo di
2633 file, i valori successivi sono le costanti corrispondenti ai singoli bit, e
2634 possono essere usati per effettuare la selezione sul tipo di file voluto, con
2635 un'opportuna combinazione.
2640 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
2642 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2645 \const{S\_IFMT} & 0170000 & Maschera per i bit del tipo di file.\\
2646 \const{S\_IFSOCK} & 0140000 & Socket.\\
2647 \const{S\_IFLNK} & 0120000 & Link simbolico.\\
2648 \const{S\_IFREG} & 0100000 & File regolare.\\
2649 \const{S\_IFBLK} & 0060000 & Dispositivo a blocchi.\\
2650 \const{S\_IFDIR} & 0040000 & Directory.\\
2651 \const{S\_IFCHR} & 0020000 & Dispositivo a caratteri.\\
2652 \const{S\_IFIFO} & 0010000 & Fifo.\\
2654 \const{S\_ISUID} & 0004000 & Set UID bit \itindex{suid~bit}.\\
2655 \const{S\_ISGID} & 0002000 & Set GID bit \itindex{sgid~bit}.\\
2656 \const{S\_ISVTX} & 0001000 & Sticky bit \itindex{sticky~bit}.\\
2658 % \const{S\_IRWXU} & 00700 & Bitmask per i permessi del proprietario.\\
2659 \const{S\_IRUSR} & 00400 & Il proprietario ha permesso di lettura.\\
2660 \const{S\_IWUSR} & 00200 & Il proprietario ha permesso di scrittura.\\
2661 \const{S\_IXUSR} & 00100 & Il proprietario ha permesso di esecuzione.\\
2663 % \const{S\_IRWXG} & 00070 & Bitmask per i permessi del gruppo.\\
2664 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha permesso di lettura.\\
2665 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha permesso di scrittura.\\
2666 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha permesso di esecuzione.\\
2668 % \const{S\_IRWXO} & 00007 & Bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
2669 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno permesso di lettura.\\
2670 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
2671 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
2674 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
2675 \var{st\_mode} (definite in \file{sys/stat.h}).}
2676 \label{tab:file_mode_flags}
2679 Ad esempio se si volesse impostare una condizione che permetta di controllare
2680 se un file è una directory o un file ordinario si potrebbe definire la macro
2682 \includecodesnip{listati/is_file_dir.h}
2683 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
2684 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
2687 \subsection{Le dimensioni dei file}
2688 \label{sec:file_file_size}
2690 Il campo \var{st\_size} di una struttura \struct{stat} contiene la dimensione
2691 del file in byte, se si tratta di un file regolare. Nel caso di un link
2692 simbolico la dimensione è quella del \itindex{pathname} \textit{pathname} che
2693 il link stesso contiene; per le fifo questo campo è sempre nullo.
2695 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
2696 byte. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
2697 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
2698 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
2699 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
2701 Si tenga conto che la lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è
2702 detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della
2703 possibile esistenza dei cosiddetti \index{file!\textit{hole}} \textit{holes}
2704 (letteralmente \textsl{buchi}) che si formano tutte le volte che si va a
2705 scrivere su un \itindex{sparse~file} file dopo aver eseguito uno spostamento
2706 oltre la sua fine (tratteremo in dettaglio l'argomento in
2707 sez.~\ref{sec:file_lseek}).
2709 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
2710 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
2711 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
2712 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
2713 caso per le parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
2714 risultato di \cmd{ls}.
2716 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra od usando la
2717 funzione \func{lseek} per spostarsi oltre la sua fine, esistono anche casi in
2718 cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento, scartando i dati
2719 presenti al di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
2721 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
2722 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
2723 dimensione si possono usare le due funzioni \funcd{truncate} e
2724 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
2728 \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t length)}
2730 \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))}
2732 Troncano un file alla lunghezza \param{length}.
2734 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
2735 errore, nel qual caso \var{errno} viene impostata opportunamente; per
2736 \func{ftruncate} si hanno i valori:
2738 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
2739 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un riferimento ad un socket, non a un
2740 file o non è aperto in scrittura.
2742 per \func{truncate} si hanno:
2744 \item[\errcode{EACCES}] il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
2745 permesso di esecuzione una delle directory del \itindex{pathname}
2747 \item[\errcode{ETXTBSY}] il file è un programma in esecuzione.
2749 ed anche \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2750 \errval{EROFS}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}.}
2753 Entrambe le funzioni fan sì che la dimensione del file sia troncata ad un
2754 valore massimo specificato da \param{length}, e si distinguono solo per il
2755 fatto che il file viene indicato con il pathname \param{file\_name} per
2756 \func{truncate} e con il file descriptor \param{fd} per \funcd{ftruncate}; se
2757 il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
2760 Il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e dipende
2761 dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso fino alla
2762 lunghezza scelta; nel caso di Linux viene esteso con la creazione di un
2763 \index{file!\textit{hole}} \textsl{buco} nel \itindex{sparse~file} file e ad
2764 una lettura si otterranno degli zeri; si tenga presente però che questo
2765 comportamento è supportato solo per filesystem nativi, ad esempio su un
2766 filesystem non nativo come il VFAT di Windows questo non è possibile.
2768 \subsection{I tempi dei file}
2769 \label{sec:file_file_times}
2771 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi, questi sono registrati
2772 \itindex{inode} nell'\textit{inode} insieme agli altri attributi del file e
2773 possono essere letti tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce
2774 attraverso tre specifici campi della struttura \struct{stat} di
2775 fig.~\ref{fig:file_stat_struct}. Il significato di detti tempi e dei relativi
2776 campi è riportato nello schema in tab.~\ref{tab:file_file_times}, dove è anche
2777 riportato un esempio delle funzioni che effettuano cambiamenti su di essi. Il
2778 valore è espresso nel cosiddetto \itindex{calendar~time} \textit{calendar
2779 time}, su cui torneremo in dettaglio in sez.~\ref{sec:sys_time}.
2784 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
2786 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
2787 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
2790 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &
2791 \func{read}, \func{utime} & \cmd{-u}\\
2792 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &
2793 \func{write}, \func{utime} & default\\
2794 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'\textit{inode} &
2795 \func{chmod}, \func{utime} & \cmd{-c}\\
2798 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
2799 \label{tab:file_file_times}
2802 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
2803 ultima modifica (il \textit{modification time}, \var{st\_mtime}) e il tempo di
2804 ultimo cambiamento di stato (il \textit{change time}, \var{st\_ctime}). Il
2805 primo infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre
2806 il secondo ad una modifica \itindex{inode} dell'\textit{inode}. Dato che
2807 esistono molte operazioni, come la funzione \func{link} e altre che vedremo in
2808 seguito, che modificano solo le informazioni contenute \itindex{inode}
2809 nell'\textit{inode} senza toccare il contenuto del file, diventa necessario
2810 l'utilizzo di questo secondo tempo.
2812 Il tempo di ultima modifica viene usato ad esempio da programmi come
2813 \cmd{make} per decidere quali file necessitano di essere ricompilati o
2814 (talvolta insieme anche al tempo di cambiamento di stato) per decidere quali
2815 file devono essere archiviati per il backup. Il tempo di ultimo accesso viene
2816 di solito usato per identificare i file che non vengono più utilizzati per un
2817 certo lasso di tempo. Ad esempio un programma come \texttt{leafnode} lo usa
2818 per cancellare gli articoli letti più vecchi, mentre \texttt{mutt} lo usa per
2819 marcare i messaggi di posta che risultano letti. Il sistema non tiene conto
2820 dell'ultimo accesso \itindex{inode} all'\textit{inode}, pertanto funzioni come
2821 \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza sui tre tempi. Il
2822 comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i
2823 tempi dei file secondo lo schema riportato nell'ultima colonna di
2824 tab.~\ref{tab:file_file_times}.
2826 L'aggiornamento del tempo di ultimo accesso è stato a lungo considerato un
2827 difetto progettuale di Unix, questo infatti comporta la necessità di
2828 effettuare un accesso in scrittura sul disco anche in tutti i casi in cui
2829 questa informazione non interessa e sarebbe possibile avere un semplice
2830 accesso in lettura sui dati bufferizzati. Questo comporta un ovvio costo sia
2831 in termini di prestazioni, che di consumo di risorse come la batteria per i
2832 portatili, o cicli di riscrittura per i dischi su memorie riscrivibili.
2834 Per questo motivo, onde evitare di mantenere una informazione che nella
2835 maggior parte dei casi non interessa, è sempre stato possibile disabilitare
2836 l'aggiornamento del tempo di ultimo accesso con l'opzione di montaggio
2837 \texttt{noatime}. Dato però che questo può creare problemi a qualche
2838 programma, in Linux è stata introdotta la opzione \texttt{relatime} che esegue
2839 l'aggiornamento soltanto se il tempo di ultimo accesso è precedente al tempo di
2840 ultima modifica o cambiamento, così da rendere evidente che vi è stato un
2841 accesso dopo la scrittura, ed evitando al contempo ulteriori operazioni su
2842 disco negli accessi successivi. In questo modo l'informazione relativa al
2843 fatto che un file sia stato letto resta disponibile, e ad esempio i programmi
2844 citati in precedenza continuano a funzionare. Questa opzione, a partire dal
2845 kernel 2.6.30, è diventata il comportamento di default e non deve più essere
2846 specificata esplicitamente.\footnote{si può comunque riottenere il vecchio
2847 comportamento usando la opzione di montaggio \texttt{strictatime}.}
2852 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
2854 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
2855 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
2856 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
2857 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
2858 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
2859 &\multicolumn{1}{|p{3.6cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
2862 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{}
2863 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
2864 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
2865 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
2866 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
2867 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
2868 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
2869 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
2872 \func{chmod}, \func{fchmod}
2873 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2874 \func{chown}, \func{fchown}
2875 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2877 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2878 con \const{O\_CREATE} \\
2880 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2881 con \const{O\_TRUNC} \\
2883 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
2885 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2887 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2889 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2891 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2893 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2894 con \const{O\_CREATE} \\
2896 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &
2897 con \const{O\_TRUNC} \\
2899 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2901 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
2903 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2904 se esegue \func{unlink}\\
2906 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&
2907 se esegue \func{rmdir}\\
2909 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2910 per entrambi gli argomenti\\
2912 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2913 \func{truncate}, \func{ftruncate}
2914 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2916 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2918 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2920 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2923 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
2924 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
2925 \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
2926 \label{tab:file_times_effects}
2930 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui relativi tempi è
2931 illustrato in tab.~\ref{tab:file_times_effects}, facendo riferimento al
2932 comportamento classico per quanto riguarda \var{st\_atime}. Si sono riportati
2933 gli effetti sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che
2934 lo contiene; questi ultimi possono essere capiti se si tiene conto di quanto
2935 già detto, e cioè che anche le directory sono anch'esse file che contengono
2936 una lista di nomi, che il sistema tratta in maniera del tutto analoga a tutti
2939 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
2940 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
2941 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un
2942 esempio di questo tipo di operazione può essere la cancellazione di un file,
2943 invece leggere o scrivere o cambiare i permessi di un file ha effetti solo sui
2944 tempi di quest'ultimo.
2946 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
2947 creazione del file, usato in molti altri sistemi operativi, ma che in Unix non
2948 esiste. Per questo motivo quando si copia un file, a meno di preservare
2949 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
2950 avrà sempre il tempo corrente come data di ultima modifica.
2952 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere modificati esplicitamente
2953 usando la funzione \funcd{utime}, il cui prototipo è:
2954 \begin{prototype}{utime.h}
2955 {int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
2956 Modifica i tempi di ultimo accesso e modifica di un file.
2958 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2959 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2961 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
2962 \item[\errcode{EPERM}] non si è proprietari del file.
2964 ed inoltre \errval{EROFS} e \errval{ENOENT}.}
2967 La funzione cambia i tempi di ultimo accesso e modifica del file specificato
2968 dall'argomento \param{filename}, e richiede come secondo argomento il
2969 puntatore ad una struttura \struct{utimbuf}, la cui definizione è riportata in
2970 fig.~\ref{fig:struct_utimebuf}, con i nuovi valori di detti tempi
2971 (rispettivamente nei campi \var{actime} e \var{modtime}). Se si passa un
2972 puntatore nullo verrà impostato il tempo corrente.
2974 \begin{figure}[!htb]
2975 \footnotesize \centering
2976 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2977 \includestruct{listati/utimbuf.h}
2980 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
2982 \label{fig:struct_utimebuf}
2985 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
2986 cosa è l'argomento \param{times}; se è \val{NULL} la funzione imposta il
2987 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece
2988 si è specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari
2989 del file o si hanno i privilegi di amministratore.
2991 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
2992 cambiamento di stato del file, che viene aggiornato direttamente dal kernel
2993 tutte le volte che si modifica \itindex{inode} l'\textit{inode} (quindi anche
2994 alla chiamata di \func{utime}). Questo serve anche come misura di sicurezza
2995 per evitare che si possa modificare un file nascondendo completamente le
2996 proprie tracce. In realtà la cosa resta possibile se si è in grado di accedere
2997 al \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, scrivendo direttamente sul
2998 disco senza passare attraverso il filesystem, ma ovviamente in questo modo la
2999 cosa è più complicata da realizzare.
3001 A partire dal kernel 2.6 la risoluzione dei tempi dei file, che nei campi di
3002 tab.~\ref{tab:file_file_times} è espressa in secondi, è stata portata ai
3003 nanosecondi per la gran parte dei filesystem. La ulteriore informazione può
3004 essere acceduta attraverso altri campi appositamente aggiunti alla struttura
3005 \struct{stat}. Se si sono definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
3006 \macro{\_SVID\_SOURCE} questi sono \var{st\_atim.tv\_nsec},
3007 \var{st\_mtim.tv\_nsec} e \var{st\_ctim.tv\_nsec} se queste non sono definite,
3008 \var{st\_atimensec}, \var{st\_mtimensec} e \var{st\_mtimensec}. Qualora il
3009 supporto per questa maggior precisione sia assente questi campi aggiuntivi
3012 Per la gestione di questi nuovi valori è stata definita una seconda funzione
3013 di modifica, \funcd{utimes}, che consente di specificare tempi con maggior
3014 precisione; il suo prototipo è:
3017 {int utimes(const char *filename, struct timeval times[2])}
3018 Modifica i tempi di ultimo accesso e modifica di un file.
3020 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
3021 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3023 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
3024 \item[\errcode{EPERM}] non si è proprietari del file.
3026 ed inoltre \errval{EROFS} e \errval{ENOENT}.}
3029 La funzione è del tutto analoga alla precedente \func{utime} ma usa come
3030 secondo argomento un vettore di due strutture \struct{timeval}, la cui
3031 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timeval_struct}, che consentono
3032 di indicare i tempi con una precisione del microsecondo. Il primo elemento
3033 di \param{times} indica il valore per il tempo di ultimo accesso, il secondo
3034 quello per il tempo di ultima modifica. Se si indica come secondo argomento un
3035 puntatore nullo di nuovo verrà utilizzato il tempo corrente.
3037 \begin{figure}[!htb]
3038 \footnotesize \centering
3039 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3040 \includestruct{listati/timeval.h}
3043 \caption{La struttura \structd{timeval} usata per indicare valori di tempo
3044 con la precisione del microsecondo.}
3045 \label{fig:sys_timeval_struct}
3048 Oltre ad \func{utimes} su Linux sono presenti altre due funzioni,\footnote{le
3049 due funzioni non sono definite in nessuno standard, ma sono presenti, oltre
3050 che su Linux, anche su BSD.} \funcd{futimes} e \funcd{lutimes}, che
3051 consentono rispettivamente di effettuare la modifica utilizzando un file
3052 già aperto o di eseguirla direttamente su un link simbolico. I relativi
3055 \headdecl{sys/time.h}
3057 \funcdecl{int futimes(int fd, const struct timeval tv[2])} Cambia i tempi
3058 di un file già aperto specificato tramite il file descriptor \param{fd}.
3060 \funcdecl{int lutimes(const char *filename, const struct timeval tv[2])}
3061 Cambia i tempi di \param{filename} anche se questo è un link simbolico.
3064 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e $-1$ per un
3065 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
3066 \func{utimes}, con in più per \func{futimes}:
3068 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3069 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
3073 Le due funzioni anno lo stesso comportamento di \texttt{utimes} e richiedono
3074 gli stessi privilegi per poter operare, la differenza è che con \func{futimes}
3075 si può indicare il file su cui operare facendo riferimento al relativo file
3076 descriptor mentre con \func{lutimes} nel caso in cui \param{filename} sia un
3077 link simbolico saranno modificati i suoi tempi invece di quelli del file a cui
3080 Nonostante il kernel, come accennato, supporti risoluzioni dei tempi dei file
3081 fino al nanosecondo, le funzioni fin qui esaminate non consentono di impostare
3082 valori con questa precisione. Per questo sono state introdotte due nuove
3083 funzioni, \funcd{futimens} e \func{utimensat}, in grado di eseguire questo
3084 compito; i rispettivi prototipi sono:
3086 \headdecl{sys/time.h}
3088 \funcdecl{futimens(int fd, const struct timespec times[2])} Cambia i tempi
3089 di un file già aperto, specificato dal file descriptor \param{fd}.
3091 \funcdecl{int utimensat(int dirfd, const char *pathname, const struct
3092 timespec times[2], int flags)} Cambia i tempi del file \param{pathname}.
3095 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e $-1$ per un
3096 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
3097 \func{utimes}, con in più per \func{futimes}:
3099 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3100 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
3104 Entrambe le funzioni utilizzano per indicare i valori dei tempi un
3105 vettore \param{times} di due strutture \struct{timespec} che permette di
3106 specificare un valore di tempo con una precisione fino al nanosecondo, la cui
3107 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timespec_struct}.
3109 \begin{figure}[!htb]
3110 \footnotesize \centering
3111 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3112 \includestruct{listati/timespec.h}
3115 \caption{La struttura \structd{timespec} usata per indicare valori di tempo
3116 con la precisione del nanosecondo.}
3117 \label{fig:sys_timespec_struct}
3120 Come per le precedenti funzioni il primo elemento di \param{times} indica il
3121 tempo di ultimo accesso ed il secondo quello di ultima modifica, e se si usa
3122 il valore \val{NULL} verrà impostato il tempo corrente sia per l'ultimo
3123 accesso che per l'ultima modifica. Nei singoli elementi di \param{times} si
3124 possono inoltre utilizzare due valori speciali per il campo \var{tv\_nsec}:
3125 con \const{UTIME\_NOW} si richiede l'uso del tempo corrente, mentre con
3126 \const{UTIME\_OMIT} si richiede di non impostare il tempo. Si può così
3127 aggiornare in maniera specifica soltanto uno fra il tempo di ultimo accesso e
3128 quello di ultima modifica. Quando si usa uno di questi valori speciali per
3129 \var{tv\_nsec} il corrispondente valore di \var{tv\_sec} viene ignorato.
3131 Queste due funzioni sono una estensione definita in una recente revisione
3132 dello standard POSIX (la POSIX.1-2008); sono state introdotte a partire dal
3133 kernel 2.6.22, e supportate dalle \acr{glibc} a partire dalla versione
3134 2.6.\footnote{in precedenza, a partire dal kernel 2.6.16, era stata introdotta
3135 la funzione \func{futimesat} seguendo una bozza della revisione dello
3136 standard poi modificata, questa funzione, sostituita da \func{utimensat}, è
3137 stata dichiarata obsoleta, non è supportata da nessuno standard e non deve
3138 essere più utilizzata: pertanto non la tratteremo.} La prima è
3139 sostanzialmente una estensione di \func{futimes} che consente di specificare i
3140 tempi con precisione maggiore, la seconda supporta invece, rispetto ad
3141 \func{utimes}, una sintassi più complessa che, come vedremo in
3142 sez.~\ref{sec:file_openat} consente una indicazione sicura dei
3143 \textit{pathname relativi} specificando la directory da usare come riferimento
3144 in \param{dirfd} e la possibilità di usare \param{flags} per indicare alla
3145 funzione di dereferenziare o meno i link simbolici; si rimanda pertanto la
3146 spiegazione del significato degli argomenti aggiuntivi alla trattazione
3147 generica delle varie funzioni che usano la stessa sintassi, effettuata in
3148 sez.~\ref{sec:file_openat}.
3151 \section{Il controllo di accesso ai file}
3152 \label{sec:file_access_control}
3154 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
3155 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
3156 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
3157 caratteristiche previste dallo standard POSIX; in Linux sono disponibili
3158 anche una serie di altri filesystem, come quelli di Windows e del Mac, che
3159 non supportano queste caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i
3160 concetti essenziali e le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
3163 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
3164 \label{sec:file_perm_overview}
3166 Ad ogni file Linux associa sempre l'utente che ne è proprietario (il
3167 cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo
3168 degli identificatori di utente e gruppo (\ids{UID} e \ids{GID}). Questi valori
3169 sono accessibili da programma tramite la funzione \func{stat}, e sono
3170 mantenuti nei campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid} della struttura
3171 \struct{stat} (si veda sez.~\ref{sec:file_stat}).\footnote{questo è vero solo
3172 per filesystem di tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem vfat di
3173 Windows, che non fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per
3174 il quale i permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in
3177 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
3178 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
3179 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
3180 Control List} che sono state aggiunte ai filesystem standard con opportune
3181 estensioni (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}) per arrivare a meccanismi di
3182 controllo ancora più sofisticati come il \textit{mandatory access control}
3183 di SE-Linux.} ma nella maggior parte dei casi il meccanismo standard è più
3184 che sufficiente a soddisfare tutte le necessità più comuni. I tre permessi di
3185 base associati ad ogni file sono:
3187 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
3189 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
3190 dall'inglese \textit{write}).
3191 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
3192 dall'inglese \textit{execute}).
3194 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
3196 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
3197 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
3199 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
3202 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
3203 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
3204 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
3205 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
3209 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
3210 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
3211 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{stat}.}
3212 \label{fig:file_perm_bit}
3215 I restanti tre bit (noti come \itindex{suid~bit} \textit{suid bit},
3216 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid bit}, e \itindex{sticky~bit} \textit{sticky
3217 bit}) sono usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del
3218 meccanismo del controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
3219 sez.~\ref{sec:file_special_perm}); lo schema di allocazione dei bit è
3220 riportato in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3222 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni pertinenti al file, sono
3223 memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode}; in particolare essi sono
3224 contenuti in alcuni bit del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat}
3225 (si veda di nuovo fig.~\ref{fig:file_stat_struct}).
3227 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
3228 \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o} (per
3229 \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti insieme
3230 si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente questa
3231 distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel VMS,
3232 si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner}, \textit{group}
3233 ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione. Le costanti
3234 che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel campo
3235 \var{st\_mode} sono riportate in tab.~\ref{tab:file_bit_perm}.
3240 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
3242 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
3245 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere.\\
3246 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere.\\
3247 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire.\\
3249 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere.\\
3250 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere.\\
3251 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire.\\
3253 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere.\\
3254 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere.\\
3255 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire.\\
3258 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
3259 \texttt{<sys/stat.h>}}
3260 \label{tab:file_bit_perm}
3263 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
3264 che si riferiscano a dei file, dei link simbolici o delle directory; qui ci
3265 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli più
3268 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo
3269 \itindex{pathname} \textit{pathname} occorre il permesso di esecuzione in
3270 ciascuna delle directory che compongono il \textit{pathname}; lo stesso vale
3271 per aprire un file nella directory corrente (per la quale appunto serve il
3272 diritto di esecuzione).
3274 Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che essa può
3275 essere attraversata nella risoluzione del \itindex{pathname}
3276 \textit{pathname}, ed è distinto dal permesso di lettura che invece implica
3277 che si può leggere il contenuto della directory.
3279 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
3280 lettura si potrà lo stesso aprire un file in una directory (se si hanno i
3281 permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà vederlo con \cmd{ls}
3282 (mentre per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per la
3285 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
3286 (si veda quanto riportato in tab.~\ref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
3287 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
3288 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
3289 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file.
3291 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
3292 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
3293 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
3294 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
3295 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
3296 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
3297 rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento).
3299 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
3300 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
3301 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
3304 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
3305 fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta per un link
3306 simbolico tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso
3307 appartiene vengono pure ignorati quando il link viene risolto, vengono
3308 controllati solo quando viene richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è
3309 in una directory con lo \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato (si
3310 veda sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
3312 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
3313 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
3314 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
3315 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'\ids{UID} effettivo, il \ids{GID}
3316 effettivo e gli eventuali \ids{GID} supplementari del processo.\footnote{in
3317 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli
3318 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
3319 sez.~\ref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
3320 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
3323 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
3324 veda sez.~\ref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
3325 sez.~\ref{sec:file_special_perm}, l'\ids{UID} effettivo e il \ids{GID} effettivo
3326 corrispondono ai valori dell'\ids{UID} e del \ids{GID} dell'utente che ha
3327 lanciato il processo, mentre i \ids{GID} supplementari sono quelli dei gruppi
3328 cui l'utente appartiene.
3330 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
3331 di accesso sono i seguenti:
3333 \item Se l'\ids{UID} effettivo del processo è zero (corrispondente
3334 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
3335 controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
3337 \item Se l'\ids{UID} effettivo del processo è uguale all'\ids{UID} del
3338 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
3341 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
3342 il processo vuole accedere in lettura, quello di user-write per
3343 l'accesso in scrittura, ecc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
3344 impostato, l'accesso è consentito
3345 \item altrimenti l'accesso è negato
3347 \item Se il \ids{GID} effettivo del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
3348 dei processi corrispondono al \ids{GID} del file allora:
3350 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
3352 \item altrimenti l'accesso è negato
3354 \item Se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
3355 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
3358 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
3359 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file,
3360 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
3361 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso vale se il
3362 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
3363 tutti gli altri non vengono controllati.
3366 \subsection{I bit dei permessi speciali}
3367 \label{sec:file_special_perm}
3372 Come si è accennato (in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
3373 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
3374 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
3375 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
3376 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
3377 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
3378 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
3380 Come spiegato in dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
3381 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
3382 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
3383 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
3384 corrispondono a quelli dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
3386 Se però il file del programma (che ovviamente deve essere
3387 eseguibile\footnote{per motivi di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid}
3388 e \acr{sgid} per gli script eseguibili.}) ha il bit \acr{suid} impostato, il
3389 kernel assegnerà come \ids{UID} effettivo al nuovo processo l'\ids{UID} del
3390 proprietario del file al posto dell'\ids{UID} del processo originario. Avere
3391 il bit \acr{sgid} impostato ha lo stesso effetto sul \ids{GID} effettivo del
3394 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
3395 di usare programmi che richiedono privilegi speciali; l'esempio classico è il
3396 comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
3397 quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore, ma non è
3398 necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria password. Infatti
3399 il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit \acr{suid} impostato
3400 per cui quando viene lanciato da un utente normale parte con i privilegi di
3403 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
3404 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
3405 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
3406 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
3407 dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_perms}).
3409 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
3410 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera \cmd{s} al posto della
3411 \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa lettera
3412 \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare questi bit.
3413 Infine questi bit possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode} con
3414 l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e \const{S\_IGID}, i cui valori sono
3415 riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
3417 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
3418 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
3419 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
3420 veda sez.~\ref{sec:file_ownership_management} per una spiegazione dettagliata
3423 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per un'ulteriore estensione mutuata
3424 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
3425 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
3426 per quel file il \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking}
3427 (affronteremo questo argomento in dettaglio più avanti, in
3428 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
3434 \itindbeg{sticky~bit}
3436 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
3437 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
3438 memoria virtuale e l'accesso ai file erano molto meno sofisticati e per
3439 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
3440 si poteva impostare questo bit.
3442 L'effetto di questo bit era che il \index{segmento!testo} segmento di testo
3443 del programma (si veda sez.~\ref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva
3444 scritto nella swap la prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva
3445 fino al riavvio della macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit});
3446 essendo la swap un file continuo o una partizione indicizzata direttamente si
3447 poteva risparmiare in tempo di caricamento rispetto alla ricerca attraverso la
3448 struttura del filesystem. Lo \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera
3449 \texttt{t} al posto della \texttt{x} nei permessi per gli altri.
3451 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
3452 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
3453 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
3454 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
3455 sostanzialmente inutile questo procedimento.
3457 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textit{sticky bit} ha
3458 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textit{sticky
3459 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
3460 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
3461 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
3462 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
3465 \item l'utente è proprietario del file
3466 \item l'utente è proprietario della directory
3467 \item l'utente è l'amministratore
3469 un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
3470 permessi infatti di solito sono i seguenti:
3473 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
3475 quindi con lo \textit{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
3476 utente nel sistema può creare dei file in questa directory (che, come
3477 suggerisce il nome, è normalmente utilizzata per la creazione di file
3478 temporanei), ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
3479 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
3480 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
3482 \itindend{sticky~bit}
3484 \subsection{Le funzioni per la gestione dei permessi dei file}
3485 \label{sec:file_perm_management}
3487 Come visto in sez.~\ref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
3488 file viene fatto utilizzando l'\ids{UID} ed il \ids{GID} effettivo del processo;
3489 ci sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'\ids{UID}
3490 reale ed il \ids{GID} reale, vale a dire usando i valori di \ids{UID} e
3491 \ids{GID} relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come
3492 accennato in sez.~\ref{sec:file_special_perm} e spiegato in dettaglio in
3493 sez.~\ref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
3495 Per far questo si può usare la funzione \funcd{access}, il cui prototipo è:
3496 \begin{prototype}{unistd.h}
3497 {int access(const char *pathname, int mode)}
3499 Verifica i permessi di accesso.
3501 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 se l'accesso non
3502 è consentito ed in caso di errore; nel qual caso la variabile \var{errno}
3505 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
3506 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
3507 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
3508 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
3509 un filesystem montato in sola lettura.
3511 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
3512 \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}.}
3515 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
3516 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
3517 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
3518 riportate in tab.~\ref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario
3519 delle stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza
3520 del file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK},
3521 o anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si
3522 riferisca ad un link simbolico, questo viene seguito ed il controllo è fatto
3523 sul file a cui esso fa riferimento.
3525 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
3526 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
3527 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
3528 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
3529 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
3530 contrario (o di errore) ritorna -1.
3534 \begin{tabular}{|c|l|}
3536 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
3539 \const{R\_OK} & Verifica il permesso di lettura. \\
3540 \const{W\_OK} & Verifica il permesso di scrittura. \\
3541 \const{X\_OK} & Verifica il permesso di esecuzione. \\
3542 \const{F\_OK} & Verifica l'esistenza del file. \\
3545 \caption{Valori possibile per l'argomento \param{mode} della funzione
3547 \label{tab:file_access_mode_val}
3550 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
3551 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
3552 l'uso del \itindex{suid~bit} \textit{suid bit}) che vuole controllare se
3553 l'utente originale ha i permessi per accedere ad un certo file.
3555 Del tutto analoghe a \func{access} sono le due funzioni \funcd{euidaccess} e
3556 \funcd{eaccess} che ripetono lo stesso controllo usando però gli
3557 identificatori del gruppo effettivo, verificando quindi le effettive capacità
3558 di accesso ad un file. Le funzioni hanno entrambe lo stesso
3559 prototipo\footnote{in realtà \func{eaccess} è solo un sinonimo di
3560 \func{euidaccess} fornita per compatibilità con l'uso di questo nome in
3561 altri sistemi.} che è del tutto identico a quello di \func{access}. Prendono
3562 anche gli stessi valori e restituiscono gli stessi risultati e gli stessi
3565 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
3566 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
3567 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
3569 \headdecl{sys/types.h}
3570 \headdecl{sys/stat.h}
3572 \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
3573 file indicato da \param{path} al valore indicato da \param{mode}.
3575 \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
3576 il file descriptor \param{fd} per indicare il file.
3578 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
3579 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
3581 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo non corrisponde a quello del
3582 proprietario del file o non è zero.
3583 \item[\errcode{EROFS}] il file è su un filesystem in sola lettura.
3585 ed inoltre \errval{EIO}; \func{chmod} restituisce anche \errval{EFAULT},
3586 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
3587 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchmod} anche \errval{EBADF}.}
3590 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
3591 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
3592 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
3598 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
3600 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
3603 \const{S\_ISUID} & 04000 & Set user ID \itindex{suid~bit}.\\
3604 \const{S\_ISGID} & 02000 & Set group ID \itindex{sgid~bit}.\\
3605 \const{S\_ISVTX} & 01000 & Sticky bit \itindex{sticky~bit}.\\
3607 \const{S\_IRWXU} & 00700 & L'utente ha tutti i permessi.\\
3608 \const{S\_IRUSR} & 00400 & L'utente ha il permesso di lettura.\\
3609 \const{S\_IWUSR} & 00200 & L'utente ha il permesso di scrittura.\\
3610 \const{S\_IXUSR} & 00100 & L'utente ha il permesso di esecuzione.\\
3612 \const{S\_IRWXG} & 00070 & Il gruppo ha tutti i permessi.\\
3613 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha il permesso di lettura.\\
3614 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha il permesso di scrittura.\\
3615 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha il permesso di esecuzione.\\
3617 \const{S\_IRWXO} & 00007 & Gli altri hanno tutti i permessi.\\
3618 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno il permesso di lettura.\\
3619 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno il permesso di scrittura.\\
3620 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno il permesso di esecuzione.\\
3623 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
3624 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
3625 \label{tab:file_permission_const}
3628 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
3629 in tab.~\ref{tab:file_permission_const}. Il valore di \param{mode} può essere
3630 ottenuto combinando fra loro con un OR binario le costanti simboliche relative
3631 ai vari bit, o specificato direttamente, come per l'omonimo comando di shell,
3632 con un valore numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei
3633 permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si può calcolare direttamente
3634 usando lo schema si utilizzo dei bit illustrato in
3635 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3637 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
3638 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
3639 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
3640 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
3641 bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
3643 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
3644 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
3645 funzioni infatti è possibile solo se l'\ids{UID} effettivo del processo
3646 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
3647 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
3649 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
3650 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
3651 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
3652 in particolare accade che:
3654 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \itindex{sticky~bit}
3655 \textit{sticky bit}, se l'\ids{UID} effettivo del processo non è zero esso
3656 viene automaticamente cancellato (senza notifica di errore) qualora sia
3657 stato indicato in \param{mode}.
3658 \item per quanto detto in sez.~\ref{sec:file_ownership_management} riguardo la
3659 creazione dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un
3660 processo è assegnato ad un gruppo per il quale il processo non ha privilegi.
3661 Per evitare che si possa assegnare il bit \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} ad
3662 un file appartenente ad un gruppo per cui non si hanno diritti, questo viene
3663 automaticamente cancellato da \param{mode} (senza notifica di errore)
3664 qualora il gruppo del file non corrisponda a quelli associati al processo
3665 (la cosa non avviene quando l'\ids{UID} effettivo del processo è zero).
3668 Per alcuni filesystem\footnote{i filesystem più comuni (\textsl{ext2},
3669 \textsl{ext3}, \textsl{ext4}, \textsl{ReiserFS}) supportano questa
3670 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista un'ulteriore
3671 misura di sicurezza, volta a scongiurare l'abuso dei \itindex{suid~bit} bit
3672 \acr{suid} e \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi
3673 bit dai permessi di un file qualora un processo che non appartenga
3674 all'amministratore\footnote{per la precisione un processo che non dispone
3675 della \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_FSETID}, vedi
3676 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} effettui una scrittura. In questo modo
3677 anche se un utente malizioso scopre un file \acr{suid} su cui può scrivere,
3678 un'eventuale modifica comporterà la perdita di questo privilegio.
3680 Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod} ci permettono di modificare i
3681 permessi di un file, resta però il problema di quali sono i permessi assegnati
3682 quando il file viene creato. Le funzioni dell'interfaccia nativa di Unix, come
3683 vedremo in sez.~\ref{sec:file_open}, permettono di indicare esplicitamente i
3684 permessi di creazione di un file, ma questo non è possibile per le funzioni
3685 dell'interfaccia standard ANSI C che non prevede l'esistenza di utenti e
3686 gruppi, ed inoltre il problema si pone anche per l'interfaccia nativa quando i
3687 permessi non vengono indicati esplicitamente.
3691 Per le funzioni dell'interfaccia standard ANSI C l'unico riferimento possibile
3692 è quello della modalità di apertura del nuovo file (lettura/scrittura o sola
3693 lettura), che però può fornire un valore che è lo stesso per tutti e tre i
3694 permessi di sez.~\ref{sec:file_perm_overview} (cioè $666$ nel primo caso e
3695 $222$ nel secondo). Per questo motivo il sistema associa ad ogni
3696 processo\footnote{è infatti contenuta nel campo \var{umask} della struttura
3697 \struct{fs\_struct}, vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} una maschera di
3698 bit, la cosiddetta \textit{umask}, che viene utilizzata per impedire che
3699 alcuni permessi possano essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I
3700 bit indicati nella maschera vengono infatti cancellati dai permessi quando un
3701 nuovo file viene creato.\footnote{l'operazione viene fatta sempre: anche
3702 qualora si indichi esplicitamente un valore dei permessi nelle funzioni di
3703 creazione che lo consentono, i permessi contenuti nella \textit{umask}
3706 La funzione che permette di impostare il valore di questa maschera di
3707 controllo è \funcd{umask}, ed il suo prototipo è:
3708 \begin{prototype}{stat.h}
3709 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
3711 Imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \param{mask}
3712 (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
3714 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una
3715 delle poche funzioni che non restituisce codici di errore.}
3718 In genere si usa questa maschera per impostare un valore predefinito che
3719 escluda preventivamente alcuni permessi (usualmente quello di scrittura per il
3720 gruppo e gli altri, corrispondente ad un valore per \param{mask} pari a
3721 $022$). In questo modo è possibile cancellare automaticamente i permessi non
3722 voluti. Di norma questo valore viene impostato una volta per tutte al login a
3723 $022$, e gli utenti non hanno motivi per modificarlo.
3728 \subsection{La gestione della titolarità dei file}
3729 \label{sec:file_ownership_management}
3731 Vedremo in sez.~\ref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
3732 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
3733 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
3734 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema si presenta
3735 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
3736 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).
3738 Lo standard POSIX prescrive che l'\ids{UID} del nuovo file corrisponda
3739 all'\ids{UID} effettivo del processo che lo crea; per il \ids{GID} invece
3740 prevede due diverse possibilità:
3742 \item il \ids{GID} del file corrisponde al \ids{GID} effettivo del processo.
3743 \item il \ids{GID} del file corrisponde al \ids{GID} della directory in cui
3746 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
3747 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
3748 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
3749 \ids{GID} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
3750 bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda opzione.
3752 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \ids{GID} viene sempre
3753 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
3754 partenza, in tutte le sotto-directory.
3756 La semantica SVr4 offre la possibilità di scegliere, ma per ottenere lo stesso
3757 risultato di coerenza che si ha con BSD necessita che quando si creano nuove
3758 directory venga anche propagato anche il bit \acr{sgid}. Questo è il
3759 comportamento predefinito del comando \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad
3760 esempio che le varie distribuzioni assicurano che le sotto-directory create
3761 nella home di un utente restino sempre con il \ids{GID} del gruppo primario
3764 La presenza del bit \acr{sgid} è inoltre molto comoda quando si hanno
3765 directory contenenti file condivisi all'intero di un gruppo in cui possono
3766 scrivere tutti i membri dello stesso, dato che assicura che i file che gli
3767 utenti vi creano appartengano sempre allo stesso gruppo. Questo non risolve
3768 però completamente i problemi di accesso da parte di altri utenti dello stesso
3769 gruppo, in quanto i permessi assegnati al gruppo potrebbero non essere
3770 sufficienti; in tal caso si deve aver cura di usare un valore di
3771 \itindex{umask} \textit{umask} che ne lasci di sufficienti.\footnote{in tal
3772 caso si può assegnare agli utenti del gruppo una \textit{umask} di $002$,
3773 anche se la soluzione migliore in questo caso è usare una ACL di default
3774 (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}).}
3776 Come avviene nel caso dei permessi il sistema fornisce anche delle funzioni,
3777 \funcd{chown}, \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, che permettono di cambiare sia
3778 l'utente che il gruppo a cui un file appartiene; i rispettivi prototipi sono:
3780 \headdecl{sys/types.h}
3781 \headdecl{sys/stat.h}
3783 \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
3784 \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
3785 \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
3787 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
3788 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}.
3790 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
3791 errore, nel qual caso caso \var{errno} assumerà i valori:
3793 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo non corrisponde a quello del
3794 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
3796 Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \errval{EROFS} e
3797 \errval{EIO}; \func{chown} restituisce anche \errval{EFAULT},
3798 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
3799 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchown} anche \errval{EBADF}.}
3802 Con Linux solo l'amministratore\footnote{o in generale un processo con la
3803 \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_CHOWN}, vedi
3804 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} può cambiare il proprietario di un file;
3805 in questo viene seguita la semantica usata da BSD che non consente agli utenti
3806 di assegnare i loro file ad altri utenti evitando eventuali aggiramenti delle
3807 quote. L'amministratore può cambiare sempre il gruppo di un file, il
3808 proprietario può cambiare il gruppo solo dei file che gli appartengono e solo
3809 se il nuovo gruppo è il suo gruppo primario o uno dei gruppi di cui fa parte.
3811 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
3812 un link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}.\footnote{fino alla
3813 versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
3814 allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
3815 introdotta per l'occasione, ed è stata creata una nuova system call per
3816 \func{chown} che seguisse i link simbolici.} La funzione \func{fchown} opera
3817 su un file aperto, essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
3818 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
3819 valore per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
3821 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
3822 privilegi di root entrambi i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
3823 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} vengono cancellati. Questo non avviene per il
3824 bit \acr{sgid} nel caso in cui esso sia usato (in assenza del corrispondente
3825 permesso di esecuzione) per indicare che per il file è attivo il
3826 \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking} (vedi
3827 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
3830 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
3831 \label{sec:file_riepilogo}
3833 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni
3834 che operano sui permessi dei file ed avendo trattato in sezioni diverse il
3835 significato dei singoli bit dei permessi, vale la pena di fare un riepilogo in
3836 cui si riassumano le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo da poter
3837 fornire un quadro d'insieme.
3842 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
3844 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
3845 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
3846 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
3847 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
3848 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per i file}} \\
3850 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
3853 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del proprietario.\\
3854 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del gruppo proprietario.\\
3855 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \itindex{mandatory~locking}
3856 \textit{mandatory locking} è abilitato.\\
3857 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
3858 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il proprietario.\\
3859 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il proprietario.\\
3860 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di esecuzione per il proprietario.\\
3861 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo proprietario.\\
3862 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo proprietario.\\
3863 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di esecuzione per il gruppo proprietario.\\
3864 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri.\\
3865 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri.\\
3866 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri.\\
3869 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
3870 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
3871 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
3872 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
3873 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per le directory}} \\
3875 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
3878 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
3879 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo proprietario ai nuovi file
3881 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Limita l'accesso in scrittura dei file nella
3883 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il proprietario.\\
3884 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il proprietario.\\
3885 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di attraversamento per il proprietario.\\
3886 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo
3888 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo
3890 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di attraversamento per il gruppo
3892 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri.\\
3893 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri.\\
3894 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri.\\
3897 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
3899 \label{tab:file_fileperm_bits}
3902 Nella parte superiore di tab.~\ref{tab:file_fileperm_bits} si è riassunto il
3903 significato dei vari bit dei permessi per un file ordinario; per quanto
3904 riguarda l'applicazione dei permessi per proprietario, gruppo ed altri si
3905 ricordi quanto illustrato in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Per
3906 compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \itindex{suid~bit}
3907 \textit{suid}, \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky}
3908 \itindex{sticky~bit} con la notazione illustrata anche in
3909 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}. Nella parte inferiore si sono invece riassunti
3910 i significati dei vari bit dei permessi per una directory; anche in questo
3911 caso si è riapplicato ai bit di \itindex{suid~bit} \textit{suid},
3912 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky} \itindex{sticky~bit} la
3913 notazione illustrata in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3915 Si ricordi infine che i permessi non hanno alcun significato per i link
3916 simbolici, mentre per i \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo hanno
3917 senso soltanto i permessi di lettura e scrittura, che si riflettono sulla
3918 possibilità di compiere dette operazioni sul dispositivo stesso.
3920 Nella tabella si è indicato con il carattere ``-'' il fatto che il valore del
3921 bit in questione non è influente rispetto a quanto indicato nella riga della
3922 tabella; la descrizione del significato fa riferimento soltanto alla
3923 combinazione di bit per i quali è stato riportato esplicitamente un valore.
3924 Si rammenti infine che il valore dei bit dei permessi non ha alcun effetto
3925 qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
3928 \section{Caratteristiche e funzionalità avanzate}
3929 \label{sec:file_dir_advances}
3931 Tratteremo qui alcune caratteristiche e funzionalità avanzate della gestione
3932 di file e directory, affrontando anche una serie di estensioni
3933 dell'interfaccia classica dei sistemi unix-like, principalmente utilizzate a
3934 scopi di sicurezza, che sono state introdotte nelle versioni più recenti di
3937 \subsection{Gli attributi estesi}
3938 \label{sec:file_xattr}
3940 \itindbeg{Extended~Attributes}
3942 Nelle sezioni precedenti abbiamo trattato in dettaglio le varie informazioni
3943 che il sistema mantiene negli \itindex{inode} \textit{inode}, e le varie
3944 funzioni che permettono di modificarle. Si sarà notato come in realtà queste
3945 informazioni siano estremamente ridotte. Questo è dovuto al fatto che Unix
3946 origina negli anni '70, quando le risorse di calcolo e di spazio disco erano
3947 minime. Con il venir meno di queste restrizioni è incominciata ad emergere
3948 l'esigenza di poter associare ai file delle ulteriori informazioni astratte
3949 (quelli che vengono chiamati i \textsl{meta-dati}) che però non potevano
3950 trovare spazio nei dati classici mantenuti negli \itindex{inode}
3953 Per risolvere questo problema alcuni sistemi unix-like (e fra questi anche
3954 Linux) hanno introdotto un meccanismo generico, detto \textit{Extended
3955 Attributes} che consenta di associare delle informazioni ai singoli
3956 file.\footnote{l'uso più comune è quello della ACL, che tratteremo nella
3957 prossima sezione.} Gli \textsl{attributi estesi} non sono altro che delle
3958 coppie nome/valore che sono associate permanentemente ad un oggetto sul
3959 filesystem, analoghi di quello che sono le variabili di ambiente (vedi
3960 sez.~\ref{sec:proc_environ}) per un processo.
3962 Altri sistemi (come Solaris, MacOS e Windows) hanno adottato un meccanismo
3963 diverso in cui ad un file sono associati diversi flussi di dati, su cui
3964 possono essere mantenute ulteriori informazioni, che possono essere accedute
3965 con le normali operazioni di lettura e scrittura. Questi non vanno confusi con
3966 gli \textit{Extended Attributes} (anche se su Solaris hanno lo stesso nome),
3967 che sono un meccanismo molto più semplice, che pur essendo limitato (potendo
3968 contenere solo una quantità limitata di informazione) hanno il grande
3969 vantaggio di essere molto più semplici da realizzare, più
3970 efficienti,\footnote{cosa molto importante, specie per le applicazioni che
3971 richiedono una gran numero di accessi, come le ACL.} e di garantire
3972 l'atomicità di tutte le operazioni.
3974 In Linux gli attributi estesi sono sempre associati al singolo \itindex{inode}
3975 \textit{inode} e l'accesso viene sempre eseguito in forma atomica, in lettura
3976 il valore corrente viene scritto su un buffer in memoria, mentre la scrittura
3977 prevede che ogni valore precedente sia sovrascritto.
3979 Si tenga presente che non tutti i filesystem supportano gli \textit{Extended
3980 Attributes}; al momento della scrittura di queste dispense essi sono
3981 presenti solo sui vari \textsl{extN}, \textsl{ReiserFS}, \textsl{JFS},
3982 \textsl{XFS} e \textsl{Btrfs}.\footnote{l'elenco è aggiornato a Luglio 2011.}
3983 Inoltre a seconda della implementazione ci possono essere dei limiti sulla
3984 quantità di attributi che si possono utilizzare.\footnote{ad esempio nel caso
3985 di \textsl{ext2} ed \textsl{ext3} è richiesto che essi siano contenuti
3986 all'interno di un singolo blocco (pertanto con dimensioni massime pari a
3987 1024, 2048 o 4096 byte a seconda delle dimensioni di quest'ultimo impostate
3988 in fase di creazione del filesystem), mentre con \textsl{XFS} non ci sono
3989 limiti ed i dati vengono memorizzati in maniera diversa (nell'\textit{inode}
3990 stesso, in un blocco a parte, o in una struttura ad albero dedicata) per
3991 mantenerne la scalabilità.} Infine lo spazio utilizzato per mantenere gli
3992 attributi estesi viene tenuto in conto per il calcolo delle quote di utente e
3993 gruppo proprietari del file.
3995 Come meccanismo per mantenere informazioni aggiuntive associate al singolo
3996 file, gli \textit{Extended Attributes} possono avere usi anche molto diversi
3997 fra loro. Per poterli distinguere allora sono stati suddivisi in
3998 \textsl{classi}, a cui poter applicare requisiti diversi per l'accesso e la
3999 gestione. Per questo motivo il nome di un attributo deve essere sempre
4000 specificato nella forma \texttt{namespace.attribute}, dove \texttt{namespace}
4001 fa riferimento alla classe a cui l'attributo appartiene, mentre
4002 \texttt{attribute} è il nome ad esso assegnato. In tale forma il nome di un
4003 attributo esteso deve essere univoco. Al momento\footnote{della scrittura di
4004 questa sezione, kernel 2.6.23, ottobre 2007.} sono state definite le quattro
4005 classi di attributi riportate in tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}.
4010 \begin{tabular}{|l|p{12cm}|}
4012 \textbf{Nome} & \textbf{Descrizione} \\
4015 \texttt{security}&Gli \textit{extended security attributes}: vengono
4016 utilizzati dalle estensioni di sicurezza del kernel (i
4017 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux
4018 Security Modules}), per le realizzazione di meccanismi
4019 evoluti di controllo di accesso come \index{SELinux}
4020 SELinux o le \textit{capabilities} dei file di
4021 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.\\
4022 \texttt{system} & Gli \textit{extended security attributes}: sono usati
4023 dal kernel per memorizzare dati di sistema associati ai
4024 file come le \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL (vedi
4025 sez.~\ref{sec:file_ACL}) o le \itindex{capabilities}
4026 \textit{capabilities} (vedi
4027 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}).\\
4028 \texttt{trusted}& I \textit{trusted extended attributes}: vengono
4029 utilizzati per poter realizzare in user space
4030 meccanismi che consentano di mantenere delle
4031 informazioni sui file che non devono essere accessibili
4032 ai processi ordinari.\\
4033 \texttt{user} & Gli \textit{extended user attributes}: utilizzati per
4034 mantenere informazioni aggiuntive sui file (come il
4035 \textit{mime-type}, la codifica dei caratteri o del
4036 file) accessibili dagli utenti.\\
4039 \caption{I nomi utilizzati valore di \texttt{namespace} per distinguere le
4040 varie classi di \textit{Extended Attributes}.}
4041 \label{tab:extended_attribute_class}
4045 Dato che uno degli usi degli \textit{Extended Attributes} è quello che li
4046 impiega per realizzare delle estensioni (come le
4047 \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL, \index{SELinux} SELinux, ecc.) al
4048 tradizionale meccanismo dei controlli di accesso di Unix, l'accesso ai loro
4049 valori viene regolato in maniera diversa a seconda sia della loro classe sia
4050 di quali, fra le estensioni che li utilizzano, sono poste in uso. In
4051 particolare, per ciascuna delle classi riportate in
4052 tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}, si hanno i seguenti casi:
4053 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.7cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
4054 \item[\texttt{security}] L'accesso agli \textit{extended security attributes}
4055 dipende dalle politiche di sicurezza stabilite da loro stessi tramite
4056 l'utilizzo di un sistema di controllo basato sui
4057 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux Security Modules} (ad esempio
4058 \index{SELinux} SELinux). Pertanto l'accesso in lettura o scrittura dipende
4059 dalle politiche di sicurezza implementate all'interno dal modulo di
4060 sicurezza che si sta utilizzando al momento (ciascuno avrà le sue). Se non è
4061 stato caricato nessun modulo di sicurezza l'accesso in lettura sarà
4062 consentito a tutti i processi, mentre quello in scrittura solo ai processi
4063 con privilegi amministrativi dotati della \index{capabilities}
4064 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.
4066 \item[\texttt{system}] Anche l'accesso agli \textit{extended system
4067 attributes} dipende dalle politiche di accesso che il kernel realizza
4068 anche utilizzando gli stessi valori in essi contenuti. Ad esempio nel caso
4069 delle \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL l'accesso è consentito in
4070 lettura ai processi che hanno la capacità di eseguire una ricerca sul file
4071 (cioè hanno il permesso di lettura sulla directory che contiene il file) ed
4072 in scrittura al proprietario del file o ai processi dotati della
4073 \textit{capability} \index{capabilities} \const{CAP\_FOWNER}.\footnote{vale
4074 a dire una politica di accesso analoga a quella impiegata per gli ordinari
4077 \item[\texttt{trusted}] L'accesso ai \textit{trusted extended attributes}, sia
4078 per la lettura che per la scrittura, è consentito soltanto ai processi con
4079 privilegi amministrativi dotati della \index{capabilities}
4080 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}. In questo modo si possono
4081 utilizzare questi attributi per realizzare in user space dei meccanismi di
4082 controllo che accedono ad informazioni non disponibili ai processi ordinari.
4084 \item[\texttt{user}] L'accesso agli \textit{extended user attributes} è
4085 regolato dai normali permessi dei file: occorre avere il permesso di lettura
4086 per leggerli e quello di scrittura per scriverli o modificarli. Dato l'uso
4087 di questi attributi si è scelto di applicare al loro accesso gli stessi
4088 criteri che si usano per l'accesso al contenuto dei file (o delle directory)
4089 cui essi fanno riferimento. Questa scelta vale però soltanto per i file e le
4090 directory ordinarie, se valesse in generale infatti si avrebbe un serio
4091 problema di sicurezza dato che esistono diversi oggetti sul filesystem per i
4092 quali è normale avere avere il permesso di scrittura consentito a tutti gli
4093 utenti, come i link simbolici, o alcuni \index{file!di~dispositivo} file di
4094 dispositivo come \texttt{/dev/null}. Se fosse possibile usare su di essi gli
4095 \textit{extended user attributes} un utente qualunque potrebbe inserirvi
4096 dati a piacere.\footnote{la cosa è stata notata su XFS, dove questo
4097 comportamento permetteva, non essendovi limiti sullo spazio occupabile
4098 dagli \textit{Extended Attributes}, di bloccare il sistema riempiendo il
4101 La semantica del controllo di accesso indicata inoltre non avrebbe alcun
4102 senso al di fuori di file e directory: i permessi di lettura e scrittura per
4103 un \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo attengono alle capacità
4104 di accesso al dispositivo sottostante,\footnote{motivo per cui si può
4105 formattare un disco anche se \texttt{/dev} è su un filesystem in sola
4106 lettura.} mentre per i link simbolici questi vengono semplicemente
4107 ignorati: in nessuno dei due casi hanno a che fare con il contenuto del
4108 file, e nella discussione relativa all'uso degli \textit{extended user
4109 attributes} nessuno è mai stato capace di indicare una qualche forma
4110 sensata di utilizzo degli stessi per link simbolici o
4111 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, e neanche per le fifo o i
4112 socket. Per questo motivo essi sono stati completamente disabilitati per
4113 tutto ciò che non sia un file regolare o una directory.\footnote{si può
4114 verificare la semantica adottata consultando il file \texttt{fs/xattr.c}
4115 dei sorgenti del kernel.} Inoltre per le directory è stata introdotta una
4116 ulteriore restrizione, dovuta di nuovo alla presenza ordinaria di permessi
4117 di scrittura completi su directory come \texttt{/tmp}. Per questo motivo,
4118 per evitare eventuali abusi, se una directory ha lo \itindex{sticky~bit}
4119 \textit{sticky bit} attivo sarà consentito scrivere i suoi \textit{extended
4120 user attributes} soltanto se si è proprietari della stessa, o si hanno i
4121 privilegi amministrativi della capability \index{capabilities}
4122 \const{CAP\_FOWNER}.
4125 Le funzioni per la gestione degli attributi estesi, come altre funzioni di
4126 gestione avanzate specifiche di Linux, non fanno parte delle \acr{glibc}, e
4127 sono fornite da una apposita libreria, \texttt{libattr}, che deve essere
4128 installata a parte;\footnote{la versione corrente della libreria è
4129 \texttt{libattr1}.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà indicare
4130 esplicitamente l'uso della suddetta libreria invocando il compilatore con
4131 l'opzione \texttt{-lattr}.
4133 Per poter leggere gli attributi estesi sono disponibili tre diverse funzioni,
4134 \funcd{getxattr}, \funcd{lgetxattr} e \funcd{fgetxattr}, che consentono
4135 rispettivamente di richiedere gli attributi relativi a un file, a un link
4136 simbolico e ad un file descriptor; i rispettivi prototipi sono:
4138 \headdecl{sys/types.h}
4139 \headdecl{attr/xattr.h}
4141 \funcdecl{ssize\_t getxattr(const char *path, const char *name, void
4142 *value, size\_t size)}
4144 \funcdecl{ssize\_t lgetxattr(const char *path, const char *name, void
4145 *value, size\_t size)}
4147 \funcdecl{ssize\_t fgetxattr(int filedes, const char *name, void *value,
4150 Le funzioni leggono il valore di un attributo esteso.
4152 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un intero positivo che indica la
4153 dimensione dell'attributo richiesto in caso di successo, e $-1$ in caso di
4154 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4156 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
4157 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
4158 non è sufficiente per contenere il risultato.
4159 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4160 filesystem o sono disabilitati.
4162 e tutti gli errori di \func{stat}, come \errcode{EPERM} se non si hanno i
4163 permessi di accesso all'attributo. }
4166 Le funzioni \func{getxattr} e \func{lgetxattr} prendono come primo argomento
4167 un pathname che indica il file di cui si vuole richiedere un attributo, la
4168 sola differenza è che la seconda, se il pathname indica un link simbolico,
4169 restituisce gli attributi di quest'ultimo e non quelli del file a cui esso fa
4170 riferimento. La funzione \func{fgetxattr} prende invece come primo argomento
4171 un numero di file descriptor, e richiede gli attributi del file ad esso
4174 Tutte e tre le funzioni richiedono di specificare nell'argomento \param{name}
4175 il nome dell'attributo di cui si vuole ottenere il valore. Il nome deve essere
4176 indicato comprensivo di prefisso del \textit{namespace} cui appartiene (uno
4177 dei valori di tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}) nella forma
4178 \texttt{namespace.attributename}, come stringa terminata da un carattere NUL.
4179 Il suo valore verrà restituito nel buffer puntato dall'argomento \param{value}
4180 per una dimensione massima di \param{size} byte;\footnote{gli attributi estesi
4181 possono essere costituiti arbitrariamente da dati testuali o binari.} se
4182 quest'ultima non è sufficiente si avrà un errore di \errcode{ERANGE}.
4184 Per evitare di dover indovinare la dimensione di un attributo per tentativi si
4185 può eseguire una interrogazione utilizzando un valore nullo per \param{size};
4186 in questo caso non verrà letto nessun dato, ma verrà restituito come valore di
4187 ritorno della funzione chiamata la dimensione totale dell'attributo esteso
4188 richiesto, che si potrà usare come stima per allocare un buffer di dimensioni
4189 sufficienti.\footnote{si parla di stima perché anche se le funzioni
4190 restituiscono la dimensione esatta dell'attributo al momento in cui sono
4191 eseguite, questa potrebbe essere modificata in qualunque momento da un
4192 successivo accesso eseguito da un altro processo.}
4194 Un secondo gruppo di funzioni è quello che consente di impostare il valore di
4195 un attributo esteso, queste sono \funcd{setxattr}, \funcd{lsetxattr} e
4196 \funcd{fsetxattr}, e consentono di operare rispettivamente su un file, su un
4197 link simbolico o specificando un file descriptor; i loro prototipi sono:
4199 \headdecl{sys/types.h}
4200 \headdecl{attr/xattr.h}
4202 \funcdecl{int setxattr(const char *path, const char *name, const void
4203 *value, size\_t size, int flags)}
4205 \funcdecl{int lsetxattr(const char *path, const char *name, const void
4206 *value, size\_t size, int flags)}
4208 \funcdecl{int fsetxattr(int filedes, const char *name, const void *value,
4209 size\_t size, int flags)}
4211 Impostano il valore di un attributo esteso.
4213 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo, e $-1$ in caso di
4214 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4216 \item[\errcode{ENOATTR}] si è usato il flag \const{XATTR\_REPLACE} e
4217 l'attributo richiesto non esiste.
4218 \item[\errcode{EEXIST}] si è usato il flag \const{XATTR\_CREATE} ma
4219 l'attributo esiste già.
4220 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4221 filesystem o sono disabilitati.
4223 Oltre a questi potranno essere restituiti tutti gli errori di \func{stat},
4224 ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi di accesso
4229 Le tre funzioni prendono come primo argomento un valore adeguato al loro
4230 scopo, usato in maniera del tutto identica a quanto visto in precedenza per le
4231 analoghe che leggono gli attributi estesi. Il secondo argomento \param{name}
4232 deve indicare, anche in questo caso con gli stessi criteri appena visti per le
4233 analoghe \func{getxattr}, \func{lgetxattr} e \func{fgetxattr}, il nome
4234 (completo di suffisso) dell'attributo su cui si vuole operare.
4236 Il valore che verrà assegnato all'attributo dovrà essere preparato nel buffer
4237 puntato da \param{value}, e la sua dimensione totale (in byte) sarà indicata
4238 dall'argomento \param{size}. Infine l'argomento \param{flag} consente di
4239 controllare le modalità di sovrascrittura dell'attributo esteso, esso può
4240 prendere due valori: con \const{XATTR\_REPLACE} si richiede che l'attributo
4241 esista, nel qual caso verrà sovrascritto, altrimenti si avrà errore, mentre
4242 con \const{XATTR\_CREATE} si richiede che l'attributo non esista, nel qual
4243 caso verrà creato, altrimenti si avrà errore ed il valore attuale non sarà
4244 modificato. Utilizzando per \param{flag} un valore nullo l'attributo verrà
4245 modificato se è già presente, o creato se non c'è.
4247 Le funzioni finora illustrate permettono di leggere o scrivere gli attributi
4248 estesi, ma sarebbe altrettanto utile poter vedere quali sono gli attributi
4249 presenti; a questo provvedono le funzioni \funcd{listxattr},
4250 \funcd{llistxattr} e \funcd{flistxattr} i cui prototipi sono:
4252 \headdecl{sys/types.h}
4253 \headdecl{attr/xattr.h}
4255 \funcdecl{ssize\_t listxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
4257 \funcdecl{ssize\_t llistxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
4259 \funcdecl{ssize\_t flistxattr(int filedes, char *list, size\_t size)}
4261 Leggono la lista degli attributi estesi di un file.
4263 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un intero positivo che indica la
4264 dimensione della lista in caso di successo, e $-1$ in caso di errore, nel
4265 qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4267 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
4268 non è sufficiente per contenere il risultato.
4269 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4270 filesystem o sono disabilitati.
4272 Oltre a questi potranno essere restituiti tutti gli errori di \func{stat},
4273 ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi di accesso
4278 Come per le precedenti le tre funzioni leggono gli attributi rispettivamente
4279 di un file, un link simbolico o specificando un file descriptor, da
4280 specificare con il loro primo argomento. Gli altri due argomenti, identici per
4281 tutte e tre, indicano rispettivamente il puntatore \param{list} al buffer dove
4282 deve essere letta la lista e la dimensione \param{size} di quest'ultimo.
4284 La lista viene fornita come sequenza non ordinata dei nomi dei singoli
4285 attributi estesi (sempre comprensivi del prefisso della loro classe) ciascuno
4286 dei quali è terminato da un carattere nullo. I nomi sono inseriti nel buffer
4287 uno di seguito all'altro. Il valore di ritorno della funzione indica la
4288 dimensione totale della lista in byte.
4290 Come per le funzioni di lettura dei singoli attributi se le dimensioni del
4291 buffer non sono sufficienti si avrà un errore, ma è possibile ottenere dal
4292 valore di ritorno della funzione una stima della dimensione totale della lista
4293 usando per \param{size} un valore nullo.
4295 Infine per rimuovere semplicemente un attributo esteso, si ha a disposizione
4296 un ultimo gruppo di funzioni: \funcd{removexattr}, \funcd{lremovexattr} e
4297 \funcd{fremovexattr}; i rispettivi prototipi sono:
4299 \headdecl{sys/types.h}
4300 \headdecl{attr/xattr.h}
4302 \funcdecl{int removexattr(const char *path, const char *name)}
4304 \funcdecl{int lremovexattr(const char *path, const char *name)}
4306 \funcdecl{int fremovexattr(int filedes, const char *name)}
4309 Rimuovono un attributo esteso di un file.
4311 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo, e $-1$ in caso di
4312 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4314 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
4315 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4316 filesystem o sono disabilitati.
4318 ed inoltre tutti gli errori di \func{stat}.
4322 Le tre funzioni rimuovono l'attributo esteso indicato dall'argomento
4323 \param{name} rispettivamente di un file, un link simbolico o specificando un
4324 file descriptor, da specificare con il loro primo argomento. Anche in questo
4325 caso l'argomento \param{name} deve essere specificato con le modalità già
4326 illustrate in precedenza per le altre funzioni relative agli attributi estesi.
4328 \itindend{Extended~Attributes}
4331 \subsection{Le \textit{Access Control List}}
4332 \label{sec:file_ACL}
4334 % la documentazione di sistema è nei pacchetti libacl1-dev e acl
4335 % vedi anche http://www.suse.de/~agruen/acl/linux-acls/online/
4337 \itindbeg{Access~Control~List~(ACL)}
4339 Il modello classico dei permessi di Unix, per quanto funzionale ed efficiente,
4340 è comunque piuttosto limitato e per quanto possa aver coperto per lunghi anni
4341 le esigenze più comuni con un meccanismo semplice e potente, non è in grado di
4342 rispondere in maniera adeguata a situazioni che richiedono una gestione
4343 complessa dei permessi di accesso.\footnote{già un requisito come quello di
4344 dare accesso in scrittura ad alcune persone ed in sola lettura ad altre non
4345 si può soddisfare in maniera semplice.}
4347 Per questo motivo erano state progressivamente introdotte nelle varie versioni
4348 di Unix dei meccanismi di gestione dei permessi dei file più flessibili, nella
4349 forma delle cosiddette \textit{Access Control List} (indicate usualmente con
4350 la sigla ACL). Nello sforzo di standardizzare queste funzionalità era stato
4351 creato un gruppo di lavoro il cui scopo era estendere lo standard POSIX 1003
4352 attraverso due nuovi insiemi di specifiche, la POSIX 1003.1e per l'interfaccia
4353 di programmazione e la POSIX 1003.2c per i comandi di shell.
4355 Gli obiettivi erano però forse troppo ambizioni, e nel gennaio del 1998 i
4356 finanziamenti vennero ritirati senza che si fosse arrivati alla definizione di
4357 uno standard, dato però che una parte della documentazione prodotta era di
4358 alta qualità venne deciso di rilasciare al pubblico la diciassettesima bozza
4359 del documento, quella che va sotto il nome di \textit{POSIX 1003.1e Draft 17},
4360 che è divenuta la base sulla quale si definiscono le cosiddette \textit{Posix
4363 A differenza di altri sistemi (ad esempio FreeBSD) nel caso di Linux si è
4364 scelto di realizzare le ACL attraverso l'uso degli
4365 \itindex{Extended~Attributes} \textit{Extended Attributes} (appena trattati in
4366 sez.~\ref{sec:file_xattr}), e fornire tutte le relative funzioni di gestione
4367 tramite una libreria, \texttt{libacl} che nasconde i dettagli implementativi
4368 delle ACL e presenta ai programmi una interfaccia che fa riferimento allo
4369 standard POSIX 1003.1e.
4371 Anche in questo caso le funzioni di questa libreria non fanno parte delle
4372 \acr{glibc} e devono essere installate a parte;\footnote{la versione corrente
4373 della libreria è \texttt{libacl1}, e nel caso si usi Debian la si può
4374 installare con il pacchetto omonimo e con il collegato \texttt{libacl1-dev}
4375 per i file di sviluppo.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà
4376 indicare esplicitamente l'uso della libreria \texttt{libacl} invocando il
4377 compilatore con l'opzione \texttt{-lacl}. Si tenga presente inoltre che per
4378 poterle utilizzare le ACL devono essere attivate esplicitamente montando il
4379 filesystem\footnote{che deve supportarle, ma questo è ormai vero per
4380 praticamente tutti i filesystem più comuni, con l'eccezione di NFS per il
4381 quale esiste però un supporto sperimentale.} su cui le si vogliono
4382 utilizzare con l'opzione \texttt{acl} attiva. Dato che si tratta di una
4383 estensione è infatti opportuno utilizzarle soltanto laddove siano necessarie.
4385 Una ACL è composta da un insieme di voci, e ciascuna voce è a sua volta
4386 costituita da un \textsl{tipo}, da un eventuale
4387 \textsl{qualificatore},\footnote{deve essere presente soltanto per le voci di
4388 tipo \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}.} e da un insieme di permessi.
4389 Ad ogni oggetto sul filesystem si può associare una ACL che ne governa i
4390 permessi di accesso, detta \textit{access ACL}. Inoltre per le directory si
4391 può impostare una ACL aggiuntiva, detta \textit{default ACL}, che serve ad
4392 indicare quale dovrà essere la ACL assegnata di default nella creazione di un
4393 file all'interno della directory stessa. Come avviene per i permessi le ACL
4394 possono essere impostate solo del proprietario del file, o da un processo con
4395 la capability \index{capabilities} \const{CAP\_FOWNER}.
4400 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
4402 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4405 \const{ACL\_USER\_OBJ} & voce che contiene i diritti di accesso del
4406 proprietario del file.\\
4407 \const{ACL\_USER} & voce che contiene i diritti di accesso per
4408 l'utente indicato dal rispettivo
4410 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}& voce che contiene i diritti di accesso del
4411 gruppo proprietario del file.\\
4412 \const{ACL\_GROUP} & voce che contiene i diritti di accesso per
4413 il gruppo indicato dal rispettivo
4415 \const{ACL\_MASK} & voce che contiene la maschera dei massimi
4416 permessi di accesso che possono essere garantiti
4417 da voci del tipo \const{ACL\_USER},
4418 \const{ACL\_GROUP} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ}.\\
4419 \const{ACL\_OTHER} & voce che contiene i diritti di accesso di chi
4420 non corrisponde a nessuna altra voce dell'ACL.\\
4423 \caption{Le costanti che identificano i tipi delle voci di una ACL.}
4424 \label{tab:acl_tag_types}
4427 L'elenco dei vari tipi di voci presenti in una ACL, con una breve descrizione
4428 del relativo significato, è riportato in tab.~\ref{tab:acl_tag_types}. Tre di
4429 questi tipi, \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
4430 \const{ACL\_OTHER}, corrispondono direttamente ai tre permessi ordinari dei
4431 file (proprietario, gruppo proprietario e tutti gli altri) e per questo una
4432 ACL valida deve sempre contenere una ed una sola voce per ciascuno di questi
4435 Una ACL può poi contenere un numero arbitrario di voci di tipo
4436 \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}, ciascuna delle quali indicherà i
4437 permessi assegnati all'utente e al gruppo indicato dal relativo qualificatore;
4438 ovviamente ciascuna di queste voci dovrà fare riferimento ad un utente o ad un
4439 gruppo diverso, e non corrispondenti a quelli proprietari del file. Inoltre se
4440 in una ACL esiste una voce di uno di questi due tipi è obbligatoria anche la
4441 presenza di una ed una sola voce di tipo \const{ACL\_MASK}, che negli altri
4444 Quest'ultimo tipo di voce contiene la maschera dei permessi che possono essere
4445 assegnati tramite voci di tipo \const{ACL\_USER}, \const{ACL\_GROUP} e
4446 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}; se in una di queste voci si fosse specificato un
4447 permesso non presente in \const{ACL\_MASK} questo verrebbe ignorato. L'uso di
4448 una ACL di tipo \const{ACL\_MASK} è di particolare utilità quando essa
4449 associata ad una \textit{default ACL} su una directory, in quanto i permessi
4450 così specificati verranno ereditati da tutti i file creati nella stessa
4451 directory. Si ottiene così una sorta di \itindex{umask} \textit{umask}
4452 associata ad un oggetto sul filesystem piuttosto che a un processo.
4454 Dato che le ACL vengono a costituire una estensione dei permessi ordinari, uno
4455 dei problemi che si erano posti nella loro standardizzazione era appunto
4456 quello della corrispondenza fra questi e le ACL. Come accennato i permessi
4457 ordinari vengono mappati le tre voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
4458 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} che devono essere presenti in
4459 qualunque ACL; un cambiamento ad una di queste voci viene automaticamente
4460 riflesso sui permessi ordinari dei file\footnote{per permessi ordinari si
4461 intende quelli mantenuti nell'\textit{inode}, che devono restare dato che un
4462 filesystem può essere montato senza abilitare le ACL.} e viceversa. In
4463 realtà la mappatura è diretta solo per le voci \const{ACL\_USER\_OBJ} e
4464 \const{ACL\_OTHER}, nel caso di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} questo vale soltanto
4465 se non è presente una voce di tipo \const{ACL\_MASK}, se invece questa è
4466 presente verranno tolti dai permessi di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} tutti quelli
4467 non presenti in \const{ACL\_MASK}.\footnote{questo diverso comportamento a
4468 seconda delle condizioni è stato introdotto dalla standardizzazione
4469 \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} per mantenere il comportamento invariato sui
4470 sistemi dotati di ACL per tutte quelle applicazioni che sono conformi
4471 soltanto all'ordinario standard \textit{POSIX 1003.1}.}
4473 Un secondo aspetto dell'incidenza delle ACL sul comportamento del sistema è
4474 quello relativo alla creazione di nuovi file,\footnote{o oggetti sul
4475 filesystem, il comportamento discusso vale per le funzioni \func{open} e
4476 \func{creat} (vedi sez.~\ref{sec:file_open}), \func{mkdir} (vedi
4477 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), \func{mknod} e \func{mkfifo} (vedi
4478 sez.~\ref{sec:file_mknod}).} che come accennato può essere modificato dalla
4479 presenza di una \textit{default ACL} sulla directory che contiene quel file.
4480 Se questa non c'è valgono le regole usuali illustrate in
4481 sez.~\ref{sec:file_perm_management}, per cui essi sono determinati dalla
4482 \itindex{umask} \textit{umask} del processo, e la sola differenza è che i
4483 permessi ordinari da esse risultanti vengono automaticamente rimappati anche
4484 su una ACL di accesso assegnata automaticamente al nuovo file, che contiene
4485 soltanto le tre corrispondenti voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
4486 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER}.
4488 Se invece è presente una ACL di default sulla directory che contiene il nuovo
4489 file questa diventerà automaticamente la sua ACL di accesso, a meno di non
4490 aver indicato, nelle funzioni di creazione che lo consentono, uno specifico
4491 valore per i permessi ordinari;\footnote{tutte le funzioni citate in
4492 precedenza supportano un argomento \var{mode} che indichi un insieme di
4493 permessi iniziale.} in tal caso saranno eliminati dalle voci corrispondenti
4494 nella ACL tutti quelli non presenti in tale indicazione.
4496 Dato che questa è la ragione che ha portato alla loro creazione, la principale
4497 modifica introdotta con la presenza della ACL è quella alle regole del
4498 controllo di accesso ai file illustrate in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}.
4499 Come nel caso ordinario per il controllo vengono sempre utilizzati gli
4500 identificatori del gruppo \textit{effective} del processo, ma in presenza di
4501 ACL i passi attraverso i quali viene stabilito se esso ha diritto di accesso
4504 \item Se l'\ids{UID} del processo è nullo l'accesso è sempre garantito senza
4506 \item Se l'\ids{UID} del processo corrisponde al proprietario del file allora:
4508 \item se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
4509 l'accesso è consentito;
4510 \item altrimenti l'accesso è negato.
4512 \item Se l'\ids{UID} del processo corrisponde ad un qualunque qualificatore
4513 presente in una voce \const{ACL\_USER} allora:
4515 \item se la voce \const{ACL\_USER} corrispondente e la voce
4516 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
4518 \item altrimenti l'accesso è negato.
4520 \item Se è il \ids{GID} del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
4521 corrisponde al gruppo proprietario del file allora:
4523 \item se la voce \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e una eventuale voce
4524 \const{ACL\_MASK} (se non vi sono voci di tipo \const{ACL\_GROUP} questa
4525 può non essere presente) contengono entrambe il permesso richiesto,
4526 l'accesso è consentito;
4527 \item altrimenti l'accesso è negato.
4529 \item Se è il \ids{GID} del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
4530 corrisponde ad un qualunque qualificatore presente in una voce
4531 \const{ACL\_GROUP} allora:
4533 \item se la voce \const{ACL\_GROUP} corrispondente e la voce
4534 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
4536 \item altrimenti l'accesso è negato.
4538 \item Se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
4539 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
4542 I passi di controllo vengono eseguiti esattamente in questa sequenza, e la
4543 decisione viene presa non appena viene trovata una corrispondenza con gli
4544 identificatori del processo. Questo significa che i permessi presenti in una
4545 voce di tipo \const{ACL\_USER} hanno la precedenza sui permessi ordinari
4546 associati al gruppo proprietario del file (vale a dire su
4547 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}).
4549 Per la gestione delle ACL lo standard \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} ha
4550 previsto delle apposite funzioni ed tutta una serie di tipi di dati
4551 dedicati;\footnote{fino a definire un tipo di dato e delle costanti apposite
4552 per identificare i permessi standard di lettura, scrittura ed esecuzione.}
4553 tutte le operazioni devono essere effettuate attraverso tramite questi tipi di
4554 dati, che incapsulano tutte le informazioni contenute nelle ACL. La prima di
4555 queste funzioni che prendiamo in esame è \funcd{acl\_init}, il cui prototipo
4558 \headdecl{sys/types.h}
4559 \headdecl{sys/acl.h}
4561 \funcdecl{acl\_t acl\_init(int count)}
4563 Inizializza un'area di lavoro per una ACL di \param{count} voci.
4565 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore all'area di lavoro in caso di
4566 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
4567 assumerà uno dei valori:
4569 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{count} è negativo.
4570 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile.
4575 La funzione alloca ed inizializza un'area di memoria che verrà usata per
4576 mantenere i dati di una ACL contenente fino ad un massimo di \param{count}
4577 voci. La funzione ritorna un valore di tipo \type{acl\_t}, da usare in tutte
4578 le altre funzioni che operano sulla ACL. La funzione si limita alla
4579 allocazione iniziale e non inserisce nessun valore nella ACL che resta vuota.
4580 Si tenga presente che pur essendo \type{acl\_t} un \index{tipo!opaco} tipo
4581 opaco che identifica ``\textsl{l'oggetto}'' ACL, il valore restituito dalla
4582 funzione non è altro che un puntatore all'area di memoria allocata per i dati
4583 richiesti; pertanto in caso di fallimento verrà restituito un puntatore nullo
4584 e si dovrà confrontare il valore di ritorno della funzione con
4585 ``\code{(acl\_t) NULL}''.
4587 Una volta che si siano completate le operazioni sui dati di una ACL la memoria
4588 allocata dovrà essere liberata esplicitamente attraverso una chiamata alla
4589 funzione \funcd{acl\_free}, il cui prototipo è:
4591 \headdecl{sys/types.h}
4592 \headdecl{sys/acl.h}
4594 \funcdecl{int acl\_free(void * obj\_p)}
4596 Disalloca la memoria riservata per i dati di una ACL.
4598 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ se
4599 \param{obj\_p} non è un puntatore valido, nel qual caso \var{errno}
4600 assumerà il valore \errcode{EINVAL}
4604 Si noti come la funzione richieda come argomento un puntatore di tipo
4605 ``\ctyp{void *}'', essa infatti può essere usata non solo per liberare la
4606 memoria allocata per i dati di una ACL, ma anche per quella usata per creare
4607 le stringhe di descrizione testuale delle ACL o per ottenere i valori dei
4608 qualificatori di una voce; pertanto a seconda dei casi occorrerà eseguire un
4609 \textit{cast} a ``\ctyp{void *}'' del tipo di dato di cui si vuole eseguire la
4610 disallocazione. Si tenga presente poi che oltre a \func{acl\_init} esistono
4611 molte altre funzioni che possono allocare memoria per i dati delle ACL, è
4612 pertanto opportuno tenere traccia di tutte queste funzioni perché alla fine
4613 delle operazioni tutta la memoria allocata dovrà essere liberata con
4616 Una volta che si abbiano a disposizione i dati di una ACL tramite il
4617 riferimento ad oggetto di tipo \type{acl\_t} questi potranno essere copiati
4618 con la funzione \funcd{acl\_dup}, il cui prototipo è:
4620 \headdecl{sys/types.h}
4621 \headdecl{sys/acl.h}
4623 \funcdecl{acl\_t acl\_dup(acl\_t acl)}
4625 Crea una copia della ACL \param{acl}.
4627 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4628 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4629 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4631 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{acl} non è un puntatore valido
4633 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile per eseguire
4639 La funzione crea una copia dei dati della ACL indicata tramite l'argomento
4640 \param{acl}, allocando autonomamente tutto spazio necessario alla copia e
4641 restituendo un secondo oggetto di tipo \type{acl\_t} come riferimento a
4642 quest'ultima. Valgono per questo le stesse considerazioni fatte per il valore
4643 di ritorno di \func{acl\_init}, ed in particolare il fatto che occorrerà
4644 prevedere una ulteriore chiamata esplicita a \func{acl\_free} per liberare la
4645 memoria occupata dalla copia.
4647 Se si deve creare una ACL manualmente l'uso di \func{acl\_init} è scomodo,
4648 dato che la funzione restituisce una ACL vuota, una alternativa allora è usare
4649 \funcd{acl\_from\_mode} che consente di creare una ACL a partire da un valore
4650 di permessi ordinari, il prototipo della funzione è:
4652 \headdecl{sys/types.h}
4653 \headdecl{sys/acl.h}
4655 \funcdecl{acl\_t acl\_from\_mode(mode\_t mode)}
4657 Crea una ACL inizializzata con i permessi di \param{mode}.
4659 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4660 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4661 \var{errno} assumerà il valore \errval{ENOMEM}.
4666 La funzione restituisce una ACL inizializzata con le tre voci obbligatorie
4667 \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} già
4668 impostate secondo la corrispondenza ai valori dei permessi ordinari indicati
4669 dalla maschera passata nell'argomento \param{mode}. Questa funzione è una
4670 estensione usata dalle ACL di Linux e non è portabile, ma consente di
4671 semplificare l'inizializzazione in maniera molto comoda.
4673 Altre due funzioni che consentono di creare una ACL già inizializzata sono
4674 \funcd{acl\_get\_fd} e \funcd{acl\_get\_file}, che però sono per lo più
4675 utilizzate per leggere la ACL corrente di un file; i rispettivi prototipi
4678 \headdecl{sys/types.h}
4679 \headdecl{sys/acl.h}
4681 \funcdecl{acl\_t acl\_get\_file(const char *path\_p, acl\_type\_t type)}
4682 \funcdecl{acl\_t acl\_get\_fd(int fd)}
4684 Ottiene i dati delle ACL di un file.
4686 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4687 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4688 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4690 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4691 \item[\errcode{ENOTSUP}] il filesystem cui fa riferimento il file non
4694 ed inoltre \errval{EBADF} per \func{acl\_get\_fd}, ed \errval{EINVAL} per
4695 valori scorretti di \param{type} e tutti i possibili errori per l'accesso ad
4696 un file per \func{acl\_get\_file}.
4701 Le due funzioni ritornano, con un oggetto di tipo \type{acl\_t}, il valore
4702 della ACL correntemente associata ad un file, che può essere identificato
4703 tramite un file descriptor usando \func{acl\_get\_fd} o con un pathname usando
4704 \func{acl\_get\_file}. Nel caso di quest'ultima funzione, che può richiedere
4705 anche la ACL relativa ad una directory, il secondo argomento \param{type}
4706 consente di specificare se si vuole ottenere la ACL di default o quella di
4707 accesso. Questo argomento deve essere di tipo \type{acl\_type\_t} e può
4708 assumere solo i due valori riportati in tab.~\ref{tab:acl_type}.
4713 \begin{tabular}{|l|l|}
4715 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4718 \const{ACL\_TYPE\_ACCESS} & indica una ACL di accesso.\\
4719 \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT}& indica una ACL di default.\\
4722 \caption{Le costanti che identificano il tipo di ACL.}
4723 \label{tab:acl_type}
4726 Si tenga presente che nel caso di \func{acl\_get\_file} occorrerà che il
4727 processo chiamante abbia privilegi di accesso sufficienti a poter leggere gli
4728 attributi estesi dei file (come illustrati in sez.~\ref{sec:file_xattr});
4729 inoltre una ACL di tipo \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT} potrà essere richiesta
4730 soltanto per una directory, e verrà restituita solo se presente, altrimenti
4731 verrà restituita una ACL vuota.
4733 Infine si potrà creare una ACL direttamente dalla sua rappresentazione
4734 testuale con la funzione \funcd{acl\_from\_text}, il cui prototipo è:
4736 \headdecl{sys/types.h}
4737 \headdecl{sys/acl.h}
4739 \funcdecl{acl\_t acl\_from\_text(const char *buf\_p)}
4741 Crea una ACL a partire dalla sua rappresentazione testuale.
4743 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4744 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4745 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4747 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4748 \item[\errcode{EINVAL}] la rappresentazione testuale all'indirizzo
4749 \param{buf\_p} non è valida.
4755 La funzione prende come argomento il puntatore ad un buffer dove si è inserita
4756 la rappresentazione testuale della ACL che si vuole creare, la memoria
4757 necessaria viene automaticamente allocata ed in caso di successo viene
4758 restituito come valore di ritorno un oggetto di tipo \type{acl\_t} con il
4759 contenuto della stessa, che come per le precedenti funzioni, dovrà essere
4760 disallocato esplicitamente al termine del suo utilizzo.
4762 La rappresentazione testuale di una ACL è quella usata anche dai comandi
4763 ordinari per la gestione delle ACL (\texttt{getfacl} e \texttt{setfacl}), che
4764 prevede due diverse forme, estesa e breve, entrambe supportate da
4765 \func{acl\_from\_text}. La forma estesa prevede che sia specificata una voce
4766 per riga, nella forma:
4768 tipo:qualificatore:permessi
4770 dove il tipo può essere uno fra \texttt{user}, \texttt{group}, \texttt{other}
4771 e \texttt{mask}. Il qualificatore è presente solo per \texttt{user} e
4772 \texttt{group} e indica l'utente o il gruppo a cui la voce si riferisce; i
4773 permessi sono espressi con una tripletta di lettere analoga a quella usata per
4774 i permessi dei file.\footnote{vale a dire \texttt{r} per il permesso di
4775 lettura, \texttt{w} per il permesso di scrittura, \texttt{x} per il permesso
4776 di esecuzione (scritti in quest'ordine) e \texttt{-} per l'assenza del
4779 Va precisato che i due tipi \texttt{user} e \texttt{group} sono usati
4780 rispettivamente per indicare delle voci relative ad utenti e
4781 gruppi,\footnote{cioè per voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ} e
4782 \const{ACL\_USER} per \texttt{user} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
4783 \const{ACL\_GROUP} per \texttt{group}.} applicate sia a quelli proprietari
4784 del file che a quelli generici; quelle dei proprietari si riconoscono per
4785 l'assenza di un qualificatore, ed in genere si scrivono per prima delle altre.
4786 Il significato delle voci di tipo \texttt{mask} e \texttt{mark} è evidente. In
4787 questa forma si possono anche inserire dei commenti precedendoli con il
4788 carattere ``\texttt{\#}''.
4790 La forma breve prevede invece la scrittura delle singole voci su una riga,
4791 separate da virgole; come specificatori del tipo di voce si possono usare le
4792 iniziali dei valori usati nella forma estesa (cioè ``\texttt{u}'',
4793 ``\texttt{g}'', ``\texttt{o}'' e ``\texttt{m}''), mentre le altri parte della
4794 voce sono le stesse. In questo caso non sono consentiti permessi.
4796 Per la conversione inversa, che consente di ottenere la rappresentazione
4797 testuale di una ACL, sono invece disponibili due funzioni, la prima delle due,
4798 di uso più immediato, è \funcd{acl\_to\_text}, il cui prototipo è:
4800 \headdecl{sys/types.h}
4801 \headdecl{sys/acl.h}
4803 \funcdecl{char * acl\_to\_text(acl\_t acl, ssize\_t *len\_p)}
4805 Produce la rappresentazione testuale di una ACL.
4807 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore ad una stringa con la
4808 rappresentazione testuale della ACL in caso di successo e
4809 \code(acl\_t){NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà
4812 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4813 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
4819 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa terminata da NUL
4820 contenente la rappresentazione in forma estesa della ACL passata come
4821 argomento, ed alloca automaticamente la memoria necessaria. Questa dovrà poi
4822 essere liberata, quando non più necessaria, con \func{acl\_free}. Se
4823 nell'argomento \param{len\_p} si passa un valore puntatore ad una variabile
4824 intera in questa verrà restituita la dimensione della stringa con la
4825 rappresentazione testuale (non comprendente il carattere nullo finale).
4827 La seconda funzione, \funcd{acl\_to\_any\_text}, permette di controllare con
4828 dovizia di dettagli la generazione della stringa contenente la
4829 rappresentazione testuale della ACL, il suo prototipo è:
4831 \headdecl{sys/types.h}
4832 \headdecl{sys/acl.h}
4834 \funcdecl{char * acl\_to\_any\_text(acl\_t acl, const char *prefix, char
4835 separator, int options)}
4837 Produce la rappresentazione testuale di una ACL.
4839 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore ad una stringa con la
4840 rappresentazione testuale della ACL in caso di successo e \val{NULL} in
4841 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4843 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4844 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
4850 La funzione converte in formato testo la ACL indicata dall'argomento
4851 \param{acl}, usando il carattere \param{separator} come separatore delle
4852 singole voci; se l'argomento \param{prefix} non è nullo la stringa da esso
4853 indicata viene utilizzata come prefisso per le singole voci.
4855 L'ultimo argomento, \param{options}, consente di controllare la modalità con
4856 cui viene generata la rappresentazione testuale. Un valore nullo fa si che
4857 vengano usati gli identificatori standard \texttt{user}, \texttt{group},
4858 \texttt{other} e \texttt{mask} con i nomi di utenti e gruppi risolti rispetto
4859 ai loro valori numerici. Altrimenti si può specificare un valore in forma di
4860 maschera binaria, da ottenere con un OR aritmetico dei valori riportati in
4861 tab.~\ref{tab:acl_to_text_options}.
4866 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
4868 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4871 \const{TEXT\_ABBREVIATE} & stampa le voci in forma abbreviata.\\
4872 \const{TEXT\_NUMERIC\_IDS} & non effettua la risoluzione numerica di
4873 \ids{UID} e \ids{GID}.\\
4874 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE}& per ciascuna voce che contiene permessi che
4875 vengono eliminati dalla \const{ACL\_MASK}
4876 viene generato un commento con i permessi
4877 effettivamente risultanti; il commento è
4878 separato con un tabulatore.\\
4879 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} & viene generato un commento con i permessi
4880 effettivi per ciascuna voce che contiene
4881 permessi citati nella \const{ACL\_MASK},
4882 anche quando questi non vengono modificati
4883 da essa; il commento è separato con un
4885 \const{TEXT\_SMART\_INDENT} & da usare in combinazione con le precedenti
4886 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE} e
4887 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} aumenta
4888 automaticamente il numero di spaziatori
4889 prima degli eventuali commenti in modo da
4890 mantenerli allineati.\\
4893 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{options} di
4894 \func{acl\_to\_any\_text}.}
4895 \label{tab:acl_to_text_options}
4898 Come per \func{acl\_to\_text} anche in questo caso il buffer contenente la
4899 rappresentazione testuale dell'ACL, di cui la funzione restituisce
4900 l'indirizzo, viene allocato automaticamente, e dovrà essere esplicitamente
4901 disallocato con una chiamata ad \func{acl\_free}. Si tenga presente infine che
4902 questa funzione è una estensione specifica di Linux, e non è presente nella
4903 bozza dello standard POSIX.1e.
4905 Per quanto utile per la visualizzazione o l'impostazione da comando delle ACL,
4906 la forma testuale non è la più efficiente per poter memorizzare i dati
4907 relativi ad una ACL, ad esempio quando si vuole eseguirne una copia a scopo di
4908 archiviazione. Per questo è stata prevista la possibilità di utilizzare una
4909 rappresentazione delle ACL in una apposita forma binaria contigua e
4910 persistente. È così possibile copiare il valore di una ACL in un buffer e da
4911 questa rappresentazione tornare indietro e generare una ACL.
4913 Lo standard POSIX.1e prevede a tale scopo tre funzioni, la prima e più
4914 semplice è \funcd{acl\_size}, che consente di ottenere la dimensione che avrà
4915 la citata rappresentazione binaria, in modo da poter allocare per essa un
4916 buffer di dimensione sufficiente, il suo prototipo è:
4918 \headdecl{sys/types.h}
4919 \headdecl{sys/acl.h}
4921 \funcdecl{ssize\_t acl\_size(acl\_t acl)}
4923 Determina la dimensione della rappresentazione binaria di una ACL.
4925 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo la dimensione in byte
4926 della rappresentazione binaria della ACL indicata da \param{acl} e $-1$ in
4927 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4929 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
4935 Prima di effettuare la lettura della rappresentazione binaria è sempre
4936 necessario allocare un buffer di dimensione sufficiente a contenerla, pertanto
4937 prima si dovrà far ricorso a \funcd{acl\_size} per ottenere tale dimensione e
4938 poi allocare il buffer con una delle funzioni di
4939 sez.~\ref{sec:proc_mem_alloc}. Una volta terminato l'uso della
4940 rappresentazione binaria, il buffer dovrà essere esplicitamente disallocato.
4942 La funzione che consente di leggere la rappresentazione binaria di una ACL è
4943 \funcd{acl\_copy\_ext}, il cui prototipo è:
4945 \headdecl{sys/types.h}
4946 \headdecl{sys/acl.h}
4948 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_ext(void *buf\_p, acl\_t acl, ssize\_t size)}
4950 Ottiene la rappresentazione binaria di una ACL.
4952 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo la dimensione in byte
4953 della rappresentazione binaria della ACL indicata da \param{acl} e $-1$ in
4954 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4956 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida o
4957 \param{size} è negativo o nullo.
4958 \item[\errcode{ERANGE}] il valore di \param{size} è più piccolo della
4959 dimensione della rappresentazione della ACL.
4965 La funzione salverà la rappresentazione binaria della ACL indicata da
4966 \param{acl} sul buffer posto all'indirizzo \param{buf\_p} e lungo \param{size}
4967 byte, restituendo la dimensione della stessa come valore di ritorno. Qualora
4968 la dimensione della rappresentazione ecceda il valore di \param{size} la
4969 funzione fallirà con un errore di \errcode{ERANGE}. La funzione non ha nessun
4970 effetto sulla ACL indicata da \param{acl}.
4972 Viceversa se si vuole ripristinare una ACL a partire dalla rappresentazione
4973 binaria della stessa disponibile in un buffer si potrà usare la funzione
4974 \funcd{acl\_copy\_int}, il cui prototipo è:
4976 \headdecl{sys/types.h}
4977 \headdecl{sys/acl.h}
4979 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_int(const void *buf\_p)}
4981 Ripristina la rappresentazione binaria di una ACL.
4983 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4984 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4985 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4987 \item[\errcode{EINVAL}] il buffer all'indirizzo \param{buf\_p} non contiene
4988 una rappresentazione corretta di una ACL.
4989 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare un oggetto
4990 \type{acl\_t} per la ACL richiesta.
4996 La funzione in caso di successo alloca autonomamente un oggetto di tipo
4997 \type{acl\_t} che viene restituito come valore di ritorno con il contenuto
4998 della ACL rappresentata dai dati contenuti nel buffer puntato da
4999 \param{buf\_p}. Si ricordi che come per le precedenti funzioni l'oggetto
5000 \type{acl\_t} dovrà essere disallocato esplicitamente al termine del suo
5003 Una volta che si disponga della ACL desiderata, questa potrà essere impostata
5004 su un file o una directory. Per impostare una ACL sono disponibili due
5005 funzioni; la prima è \funcd{acl\_set\_file}, che opera sia su file che su
5006 directory, ed il cui prototipo è:
5008 \headdecl{sys/types.h}
5009 \headdecl{sys/acl.h}
5011 \funcdecl{int acl\_set\_file(const char *path, acl\_type\_t type, acl\_t
5014 Imposta una ACL su un file o una directory.
5016 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5017 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5019 \item[\errcode{EACCES}] o un generico errore di accesso a \param{path} o il
5020 valore di \param{type} specifica una ACL il cui tipo non può essere
5021 assegnato a \param{path}.
5022 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
5023 ha in valore non corretto.
5024 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
5025 dati aggiuntivi della ACL.
5026 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
5027 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
5029 ed inoltre \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
5030 \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
5034 La funzione consente di assegnare la ACL contenuta in \param{acl} al file o
5035 alla directory indicate dal pathname \param{path}, mentre con \param{type} si
5036 indica il tipo di ACL utilizzando le costanti di tab.~\ref{tab:acl_type}, ma
5037 si tenga presente che le ACL di default possono essere solo impostate
5038 qualora \param{path} indichi una directory. Inoltre perché la funzione abbia
5039 successo la ACL dovrà essere valida, e contenere tutti le voci necessarie,
5040 unica eccezione è quella in cui si specifica una ACL vuota per cancellare la
5041 ACL di default associata a \func{path}.\footnote{questo però è una estensione
5042 della implementazione delle ACL di Linux, la bozza di standard POSIX.1e
5043 prevedeva l'uso della apposita funzione \funcd{acl\_delete\_def\_file}, che
5044 prende come unico argomento il pathname della directory di cui si vuole
5045 cancellare l'ACL di default, per i dettagli si ricorra alla pagina di
5046 manuale.} La seconda funzione che consente di impostare una ACL è
5047 \funcd{acl\_set\_fd}, ed il suo prototipo è:
5049 \headdecl{sys/types.h}
5050 \headdecl{sys/acl.h}
5052 \funcdecl{int acl\_set\_fd(int fd, acl\_t acl)}
5054 Imposta una ACL su un file descriptor.
5056 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5057 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5059 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
5060 ha in valore non corretto.
5061 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
5062 dati aggiuntivi della ACL.
5063 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
5064 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
5066 ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
5070 La funzione è del tutto è analoga a \funcd{acl\_set\_file} ma opera
5071 esclusivamente sui file identificati tramite un file descriptor. Non dovendo
5072 avere a che fare con directory (e con la conseguente possibilità di avere una
5073 ACL di default) la funzione non necessita che si specifichi il tipo di ACL,
5074 che sarà sempre di accesso, e prende come unico argomento, a parte il file
5075 descriptor, la ACL da impostare.
5077 Le funzioni viste finora operano a livello di una intera ACL, eseguendo in una
5078 sola volta tutte le operazioni relative a tutte le voci in essa contenuta. In
5079 generale è possibile modificare un singolo valore all'interno di una singola
5080 voce direttamente con le funzioni previste dallo standard POSIX.1e. Queste
5081 funzioni però sono alquanto macchinose da utilizzare per cui è molto più
5082 semplice operare direttamente sulla rappresentazione testuale. Questo è il
5083 motivo per non tratteremo nei dettagli dette funzioni, fornendone solo una
5084 descrizione sommaria; chi fosse interessato potrà ricorrere alle pagina di
5087 Se si vuole operare direttamente sui contenuti di un oggetto di tipo
5088 \type{acl\_t} infatti occorre fare riferimento alle singole voci tramite gli
5089 opportuni puntatori di tipo \type{acl\_entry\_t}, che possono essere ottenuti
5090 dalla funzione \funcd{acl\_get\_entry} (per una voce esistente) o dalla
5091 funzione \funcd{acl\_create\_entry} per una voce da aggiungere. Nel caso della
5092 prima funzione si potrà poi ripetere la lettura per ottenere i puntatori alle
5093 singole voci successive alla prima.
5095 Una volta ottenuti detti puntatori si potrà operare sui contenuti delle singole
5096 voci; con le funzioni \funcd{acl\_get\_tag\_type}, \funcd{acl\_get\_qualifier},
5097 \funcd{acl\_get\_permset} si potranno leggere rispettivamente tipo,
5098 qualificatore e permessi mentre con le corrispondente funzioni
5099 \funcd{acl\_set\_tag\_type}, \funcd{acl\_set\_qualifier},
5100 \funcd{acl\_set\_permset} si possono impostare i valori; in entrambi i casi
5101 vengono utilizzati tipi di dato ad hoc.\footnote{descritti nelle singole
5102 pagine di manuale.} Si possono poi copiare i valori di una voce da una ACL
5103 ad un altra con \funcd{acl\_copy\_entry} o eliminare una voce da una ACL con
5104 \funcd{acl\_delete\_entry}.
5106 \itindend{Access~Control~List~(ACL)}
5109 \subsection{La gestione delle quote disco}
5110 \label{sec:disk_quota}
5112 Quella delle quote disco è una funzionalità introdotta inizialmente da BSD, e
5113 presente in Linux fino dai kernel dalla serie 2.0, che consente di porre dei
5114 tetti massimi al consumo delle risorse di un filesystem (spazio disco e
5115 \textit{inode}) da parte di utenti e gruppi. Dato che la funzionalità ha senso
5116 solo per i filesystem su cui si mantengono i dati degli utenti\footnote{in
5117 genere la si attiva sul filesystem che contiene le \textit{home} degli
5118 utenti, dato che non avrebbe senso per i file di sistema che in genere
5119 appartengono all'amministratore.} essa deve essere esplicitamente richiesta;
5120 questo si fa tramite due distinte opzioni di montaggio, \texttt{usrquota} e
5121 \texttt{grpquota} che abilitano le quote rispettivamente per gli utenti e per
5122 i gruppi. Grazie a questo è possibile usare le limitazioni sulle quote solo
5123 sugli utenti o solo sui gruppi.
5125 Il meccanismo prevede che per ciascun filesystem che supporta le quote disco
5126 (i vari \textit{extN}, \textit{btrfs}, \textit{XFS}, \textit{JFS},
5127 \textit{ReiserFS}) il kernel provveda sia a mantenere aggiornati i dati
5128 relativi al consumo delle risorse da parte di utenti e/o gruppi che a far
5129 rispettare i limiti imposti dal sistema, con la generazione di un errore di
5130 \errval{EDQUOT} per tutte le operazioni sui file che porterebbero ad un
5131 superamento degli stessi. Si tenga presente che questi due compiti sono
5132 separati, il primo si attiva al montaggio del filesystem con le quote
5133 attivate, il secondo deve essere abilitato esplicitamente.
5135 Per il mantenimento dei dati di consumo delle risorse vengono usati due file
5136 riservati (uno per le quote utente e l'altro per le quote gruppo) nella
5137 directory radice del filesystem su cui si sono attivate le quote;\footnote{la
5138 cosa vale per tutti i filesystem tranne \textit{XFS} che mantiene i dati
5139 internamente.} con la versione 2 del supporto delle quote, l'unica rimasta
5140 in uso, questi file sono \texttt{aquota.user} e \texttt{aquota.group}, in
5141 precedenza erano \texttt{quota.user} e \texttt{quota.group}. Dato che i file
5142 vengono aggiornati soltanto se il filesystem è stato montato con il supporto
5143 delle quote, se si abilita questo in un secondo tempo (o se si eseguono
5144 operazioni sul filesystem senza averlo abilitato) i dati contenuti possono non
5145 corrispondere esattamente allo stato corrente del consumo delle risorse; per
5146 questo in genere prima di montare in scrittura un filesystem su cui sono
5147 abilitate le quote in genere viene utilizzato il comando \cmd{quotacheck} per
5148 verificare e aggiornare i dati.
5150 Le restrizioni sul consumo delle risorse prevedono due limiti, il primo viene
5151 detto \textit{soft limit} e può essere superato per brevi periodi di tempo, il
5152 secondo viene detto \textit{hard limit} non può mai essere superato. Il
5153 periodo di tempo per cui è possibile superare il \textit{soft limit} è detto
5154 ``\textsl{periodo di grazia}'' (\textit{grace period}), passato questo tempo
5155 il passaggio del \textit{soft limit} viene trattato allo stesso modo
5156 dell'\textit{hard limit}. Questi limiti riguardano separatamente sia lo
5157 spazio disco (i blocchi) che il numero di file (gli \textit{inode}) e devono
5158 pertanto essere specificati per entrambe le risorse.
5160 La funzione che consente di controllare tutti i vari aspetti della gestione
5161 delle quote è \funcd{quotactl}, ed il suo prototipo è:
5163 \headdecl{sys/types.h}
5164 \headdecl{sys/quota.h}
5166 \funcdecl{quotactl(int cmd, const char *dev, int id, caddr\_t addr)}
5168 Esegue una operazione di controllo sulle quote disco.
5170 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5171 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5173 \item[\errcode{EACCES}] il file delle quote non è un file ordinario.
5174 \item[\errcode{EBUSY}] si è richiesto \const{Q\_QUOTAON} ma le quote sono
5176 \item[\errcode{EFAULT}] l'indirizzo \param{addr} non è valido.
5177 \item[\errcode{EIO}] errore di lettura/scrittura sul file delle quote.
5178 \item[\errcode{EMFILE}] non si può aprire il file delle quote avendo
5179 superato il limite sul numero di file aperti nel sistema.
5180 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{cmd} non è un comando valido,
5181 o il dispositivo \param{dev} non esiste.
5182 \item[\errcode{ENODEV}] \param{dev} non corrisponde ad un \textit{mount
5184 \item[\errcode{ENOPKG}] il kernel è stato compilato senza supporto per le
5186 \item[\errcode{ENOTBLK}] \param{dev} non è un dispositivo a blocchi.
5187 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno i permessi per l'operazione richiesta.
5188 \item[\errcode{ESRCH}] è stato richiesto uno fra \const{Q\_GETQUOTA},
5189 \const{Q\_SETQUOTA}, \const{Q\_SETUSE}, \const{Q\_SETQLIM} per un
5190 filesystem senza quote attivate.
5195 La funzione richiede che il filesystem sul quale si vuole operare sia montato
5196 con il supporto delle quote abilitato; esso deve essere specificato con il
5197 nome del file di dispositivo nell'argomento \param{dev}. Per le operazioni che
5198 lo richiedono inoltre si dovrà indicare con l'argomento \param{id} l'utente o
5199 il gruppo (specificati rispettivamente per \ids{UID} e \ids{GID}) su cui si
5200 vuole operare. Alcune operazioni usano l'argomento \param{addr} per indicare
5201 un indirizzo ad un area di memoria il cui utilizzo dipende dall'operazione
5204 Il tipo di operazione che si intende effettuare deve essere indicato tramite
5205 il primo argomento \param{cmd}, questo in genere viene specificato con
5206 l'ausilio della macro \macro{QCMD}:
5208 \funcdecl{int QCMD(subcmd,type)} Imposta il comando \param{subcmd} per il
5209 tipo di quote (utente o gruppo) \param{type}.
5211 \noindent che consente di specificare, oltre al tipo di operazione, se questa
5212 deve applicarsi alle quote utente o alle quote gruppo, nel qual
5213 caso \param{type} deve essere rispettivamente \const{USRQUOTA} o
5220 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5222 \textbf{Comando} & \textbf{Descrizione} \\
5225 \const{Q\_QUOTAON} & Attiva l'applicazione delle quote disco per il
5226 filesystem indicato da \param{dev}, si deve passare
5227 in \param{addr} il pathname al file che mantiene le
5228 quote, che deve esistere, e \param{id} deve indicare
5229 la versione del formato con uno dei valori di
5230 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}; l'operazione
5231 richiede i privilegi di amministratore.\\
5232 \const{Q\_QUOTAOFF} & Disattiva l'applicazione delle quote disco per il
5233 filesystem indicato da \param{dev}, \param{id}
5234 e \param{addr} vengono ignorati; l'operazione
5235 richiede i privilegi di amministratore.\\
5236 \const{Q\_GETQUOTA} & Legge i limiti ed i valori correnti delle quote nel
5237 filesystem indicato da \param{dev} per l'utente o
5238 il gruppo specificato da \param{id}; si devono avere
5239 i privilegi di amministratore per leggere i dati
5240 relativi ad altri utenti o a gruppi di cui non si fa
5241 parte, il risultato viene restituito in una struttura
5242 \struct{dqblk} all'indirizzo indicato
5244 \const{Q\_SETQUOTA} & Imposta i limiti per le quote nel filesystem
5245 indicato da \param{dev} per l'utente o il gruppo
5246 specificato da \param{id} secondo i valori ottenuti
5247 dalla struttura \struct{dqblk} puntata
5248 da \param{addr}; l'operazione richiede i privilegi
5249 di amministratore.\\
5250 \const{Q\_GETINFO} & Legge le informazioni (in sostanza i \textit{grace
5251 time}) delle quote del filesystem indicato
5252 da \param{dev} sulla struttura \struct{dqinfo}
5253 puntata da \param{addr}, \param{id} viene ignorato.\\
5254 \const{Q\_SETINFO} & Imposta le informazioni delle quote del filesystem
5255 indicato da \param{dev} come ottenuti dalla
5256 struttura \struct{dqinfo} puntata
5257 da \param{addr}, \param{id} viene ignorato;
5258 l'operazione richiede i privilegi di amministratore.\\
5259 \const{Q\_GETFMT} & Richiede il valore identificativo (quello di
5260 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}) per il formato
5261 delle quote attualmente in uso sul filesystem
5262 indicato da \param{dev}, che sarà memorizzato
5263 sul buffer di 4 byte puntato da \param{addr}.\\
5264 \const{Q\_SYNC} & Aggiorna la copia su disco dei dati delle quote del
5265 filesystem indicato da \param{dev}; in questo
5266 caso \param{dev} può anche essere \val{NULL} nel
5267 qual caso verranno aggiornati i dati per tutti i
5268 filesystem con quote attive, \param{id}
5269 e \param{addr} vengono comunque ignorati.\\
5270 \const{Q\_GETSTATS} & Ottiene statistiche ed altre informazioni generali
5271 relative al sistema delle quote per il filesystem
5272 indicato da \param{dev}, richiede che si
5273 passi come argomento \param{addr} l'indirizzo di una
5274 struttura \struct{dqstats}, mentre i valori
5275 di \param{id} e \param{dev} vengono ignorati;
5276 l'operazione è obsoleta e non supportata nei kernel
5277 più recenti, che espongono la stessa informazione
5278 nei file sotto \procfile{/proc/self/fs/quota/}.\\
5282 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{subcmd} di
5284 \label{tab:quotactl_commands}
5288 Le diverse operazioni supportate da \func{quotactl}, da indicare con
5289 l'argomento \param{subcmd} di \macro{QCMD}, sono riportate in
5290 tab.~\ref{tab:quotactl_commands}. In generale le operazione di attivazione,
5291 disattivazione e di modifica dei limiti delle quote sono riservate e
5292 richiedono i privilegi di amministratore.\footnote{per essere precisi tutte le
5293 operazioni indicate come privilegiate in tab.~\ref{tab:quotactl_commands}
5294 richiedono la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Inoltre gli
5295 utenti possono soltanto richiedere i dati relativi alle proprie quote, solo
5296 l'amministratore può ottenere i dati di tutti.
5301 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5303 \textbf{Identificatore} & \textbf{Descrizione} \\
5306 \const{QFMT\_VFS\_OLD}& il vecchio (ed obsoleto) formato delle quote.\\
5307 \const{QFMT\_VFS\_V0} & la versione 0 usata dal VFS di Linux (supporta
5308 \ids{UID} e \ids{GID} a 32 bit e limiti fino a
5309 $2^{42}$ byte e $2^{32}$ file.\\
5310 \const{QFMT\_VFS\_V1} & la versione 1 usata dal VFS di Linux (supporta
5311 \ids{UID} e \ids{GID} a 32 bit e limiti fino a
5312 $2^{64}$ byte e $2^{64}$ file.\\
5315 \caption{Valori di identificazione del formato delle quote.}
5316 \label{tab:quotactl_id_format}
5319 Alcuni dei comandi di tab.~\ref{tab:quotactl_commands} sono alquanto complessi
5320 e richiedono un approfondimento maggiore, in particolare \const{Q\_GETQUOTA} e
5321 \const{Q\_SETQUOTA} fanno riferimento ad una specifica struttura
5322 \struct{dqblk}, la cui definizione è riportata in
5323 fig.~\ref{fig:dqblk_struct},\footnote{la definizione mostrata è quella usata
5324 fino dal kernel 2.4.22, non prenderemo in considerazione le versioni
5325 obsolete.} nella quale vengono inseriti i dati relativi alle quote di un
5328 \begin{figure}[!htb]
5329 \footnotesize \centering
5330 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
5331 \includestruct{listati/dqblk.h}
5334 \caption{La struttura \structd{dqblk} per i dati delle quote disco.}
5335 \label{fig:dqblk_struct}
5338 La struttura viene usata sia con \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i valori
5339 correnti dei limiti e dell'occupazione delle risorse, che con
5340 \const{Q\_SETQUOTA} per effettuare modifiche ai limiti; come si può notare ci
5341 sono alcuni campi (in sostanza \val{dqb\_curspace}, \val{dqb\_curinodes},
5342 \val{dqb\_btime}, \val{dqb\_itime}) che hanno senso solo in lettura in quanto
5343 riportano uno stato non modificabile da \func{quotactl}, come l'uso corrente
5344 di spazio e \textit{inode} o il tempo che resta nel caso si sia superato un
5345 \textit{soft limit}.
5350 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5352 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
5355 \const{QIF\_BLIMITS}& Limiti sui blocchi di
5356 spazio disco (\val{dqb\_bhardlimit} e
5357 \val{dqb\_bsoftlimit}).\\
5358 \const{QIF\_SPACE} & Uso corrente
5359 dello spazio disco (\val{dqb\_curspace}).\\
5360 \const{QIF\_ILIMITS}& Limiti sugli \textit{inode}
5361 (\val{dqb\_ihardlimit} e \val{dqb\_isoftlimit}).\\
5362 \const{QIF\_INODES} & Uso corrente
5363 degli \textit{inode} (\val{dqb\_curinodes}).\\
5364 \const{QIF\_BTIME} & Tempo di
5365 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
5366 blocchi (\val{dqb\_btime}).\\
5367 \const{QIF\_ITIME} & Tempo di
5368 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
5369 \textit{inode} (\val{dqb\_itime}).\\
5370 \const{QIF\_LIMITS} & L'insieme di \const{QIF\_BLIMITS} e
5371 \const{QIF\_ILIMITS}.\\
5372 \const{QIF\_USAGE} & L'insieme di \const{QIF\_SPACE} e
5373 \const{QIF\_INODES}.\\
5374 \const{QIF\_TIMES} & L'insieme di \const{QIF\_BTIME} e
5375 \const{QIF\_ITIME}.\\
5376 \const{QIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
5379 \caption{Costanti per il campo \val{dqb\_valid} di \struct{dqblk}.}
5380 \label{tab:quotactl_qif_const}
5384 Inoltre in caso di modifica di un limite si può voler operare solo su una
5385 delle risorse (blocchi o \textit{inode});\footnote{non è possibile modificare
5386 soltanto uno dei limiti (\textit{hard} o \textit{soft}) occorre sempre
5387 rispecificarli entrambi.} per questo la struttura prevede un campo apposito,
5388 \val{dqb\_valid}, il cui scopo è quello di indicare quali sono gli altri campi
5389 che devono essere considerati validi. Questo campo è una maschera binaria che
5390 deve essere espressa nei termini di OR aritmetico delle apposite costanti di
5391 tab.~\ref{tab:quotactl_qif_const}, dove si è riportato il significato di
5392 ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
5394 In lettura con \const{Q\_SETQUOTA} eventuali valori presenti in \struct{dqblk}
5395 vengono comunque ignorati, al momento la funzione sovrascrive tutti i campi e
5396 li marca come validi in \val{dqb\_valid}. Si possono invece usare
5397 \const{QIF\_BLIMITS} o \const{QIF\_ILIMITS} per richiedere di impostare solo
5398 la rispettiva tipologia di limiti con \const{Q\_SETQUOTA}. Si tenga presente
5399 che il sistema delle quote richiede che l'occupazione di spazio disco sia
5400 indicata in termini di blocchi e non di byte; dato che questo dipende da come
5401 si è creato il filesystem potrà essere necessario effettuare qualche
5402 controllo.\footnote{in genere viene usato un default di 1024 byte per blocco,
5403 ma quando si hanno file di dimensioni medie maggiori può convenire usare
5404 valori più alti per ottenere prestazioni migliori in conseguenza di un
5405 minore frazionamento dei dati e di indici più corti.}
5407 Altre due operazioni che necessitano di un approfondimento sono
5408 \const{Q\_GETINFO} e \const{Q\_SETINFO}, che sostanzialmente consentono di
5409 ottenere i dati relativi alle impostazioni delle altre proprietà delle quote,
5410 che si riducono poi alla durata del \textit{grace time} per i due tipi di
5411 limiti. In questo caso queste si proprietà generali sono identiche per tutti
5412 gli utenti, per cui viene usata una operazione distinta dalle
5413 precedenti. Anche in questo caso le due operazioni richiedono l'uso di una
5414 apposita struttura \struct{dqinfo}, la cui definizione è riportata in
5415 fig.~\ref{fig:dqinfo_struct}.
5417 \begin{figure}[!htb]
5418 \footnotesize \centering
5419 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
5420 \includestruct{listati/dqinfo.h}
5423 \caption{La struttura \structd{dqinfo} per i dati delle quote disco.}
5424 \label{fig:dqinfo_struct}
5427 Come per \struct{dqblk} anche in questo caso viene usato un campo della
5428 struttura, \val{dqi\_valid} come maschera binaria per dichiarare quale degli
5429 altri campi sono validi; le costanti usate per comporre questo valore sono
5430 riportate in tab.~\ref{tab:quotactl_iif_const} dove si è riportato il
5431 significato di ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
5436 \begin{tabular}{|l|l|}
5438 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
5441 \const{IIF\_BGRACE}& Il \textit{grace period} per i blocchi
5442 (\val{dqi\_bgrace}).\\
5443 \const{IIF\_IGRACE}& Il \textit{grace period} per gli \textit{inode}
5444 (\val{dqi\_igrace}).\\
5445 \const{IIF\_FLAGS} & I flag delle quote (\val{dqi\_flags}) (inusato ?).\\
5446 \const{IIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
5449 \caption{Costanti per il campo \val{dqi\_valid} di \struct{dqinfo}.}
5450 \label{tab:quotactl_iif_const}
5453 Come in precedenza con \const{Q\_GETINFO} tutti i valori vengono letti
5454 sovrascrivendo il contenuto di \struct{dqinfo} e marcati come validi in
5455 \val{dqi\_valid}. In scrittura con \const{Q\_SETINFO} si può scegliere quali
5456 impostare, si tenga presente che i tempi dei campi \val{dqi\_bgrace} e
5457 \val{dqi\_igrace} devono essere specificati in secondi.
5459 Come esempi dell'uso di \func{quotactl} utilizzeremo estratti del codice di un
5460 modulo Python usato per fornire una interfaccia diretta a \func{quotactl}
5461 senza dover passare dalla scansione dei risultati di un comando. Il modulo si
5462 trova fra i pacchetti Debian messi a disposizione da Truelite Srl,
5463 all'indirizzo \url{http://labs.truelite.it/projects/packages}.\footnote{in
5464 particolare il codice C del modulo è nel file \texttt{quotamodule.c}
5465 visionabile a partire dall'indirizzo indicato nella sezione
5466 \textit{Repository}.}
5468 \begin{figure}[!htbp]
5469 \footnotesize \centering
5470 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
5471 \includecodesample{listati/get_quota.c}
5473 \caption{Esempio di codice per ottenere i dati delle quote.}
5474 \label{fig:get_quota}
5477 Il primo esempio, riportato in fig.~\ref{fig:get_quota}, riporta il codice
5478 della funzione che consente di leggere le quote. La funzione fa uso
5479 dell'interfaccia dal C verso Python, che definisce i vari simboli \texttt{Py*}
5480 (tipi di dato e funzioni). Non staremo ad approfondire i dettagli di questa
5481 interfaccia, per la quale esistono numerose trattazioni dettagliate, ci
5482 interessa solo esaminare l'uso di \func{quotactl}.
5484 In questo caso la funzione prende come argomenti (\texttt{\small 1}) l'intero
5485 \texttt{who} che indica se si vuole operare sulle quote utente o gruppo,
5486 l'identificatore \texttt{id} dell'utente o del gruppo scelto, ed il nome del
5487 file di dispositivo del filesystem su cui si sono attivate le
5488 quote.\footnote{questi vengono passati come argomenti dalle funzioni mappate
5489 come interfaccia pubblica del modulo (una per gruppi ed una per gli utenti)
5490 che si incaricano di decodificare i dati passati da una chiamata nel codice
5491 Python.} Questi argomenti vengono passati direttamente alla chiamata a
5492 \func{quotactl} (\texttt{\small 5}), a parte \texttt{who} che viene abbinato
5493 con \macro{QCMD} al comando \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i dati.
5495 La funzione viene eseguita all'interno di un condizionale (\texttt{\small
5496 5--16}) che in caso di successo provvede a costruire (\texttt{\small 6--12})
5497 opportunamente una risposta restituendo tramite la opportuna funzione di
5498 interfaccia un oggetto Python contenente i dati della struttura \struct{dqblk}
5499 relativi a uso corrente e limiti sia per i blocchi che per gli
5500 \textit{inode}. In caso di errore (\texttt{\small 13--15}) si usa un'altra
5501 funzione dell'interfaccia per passare il valore di \var{errno} come eccezione.
5503 \begin{figure}[!htbp]
5504 \footnotesize \centering
5505 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
5506 \includecodesample{listati/set_block_quota.c}
5508 \caption{Esempio di codice per impostare i limiti sullo spazio disco.}
5509 \label{fig:set_block_quota}
5512 Per impostare i limiti sullo spazio disco si potrà usare una seconda funzione,
5513 riportata in fig.~\ref{fig:set_block_quota}, che prende gli stessi argomenti
5514 della precedente, con lo stesso significato, a cui si aggiungono i valori per
5515 il \textit{soft limit} e l'\textit{hard limit}. In questo caso occorrerà,
5516 prima di chiamare \func{quotactl}, inizializzare opportunamente
5517 (\texttt{\small 5--7}) i campi della struttura \struct{dqblk} che si vogliono
5518 utilizzare (quelli relativi ai limiti sui blocchi) e specificare gli stessi
5519 con \const{QIF\_BLIMITS} in \var{dq.dqb\_valid}.
5521 Fatto questo la chiamata a \func{quotactl}, stavolta con il comando
5522 \const{Q\_SETQUOTA}, viene eseguita come in precedenza all'interno di un
5523 condizionale (\texttt{\small 9--14}). In questo caso non essendovi da
5524 restituire nessun dato in caso di successo si usa (\texttt{\small 10}) una
5525 apposita funzione di uscita, mentre si restituisce come prima una eccezione
5526 con il valore di \var{errno} in caso di errore (\texttt{\small 12--13}).
5529 \subsection{La gestione delle \textit{capabilities}}
5530 \label{sec:proc_capabilities}
5532 \itindbeg{capabilities}
5534 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_access_id} l'architettura classica della
5535 gestione dei privilegi in un sistema unix-like ha il sostanziale problema di
5536 fornire all'amministratore dei poteri troppo ampi, questo comporta che anche
5537 quando si siano predisposte delle misure di protezione per in essere in grado
5538 di difendersi dagli effetti di una eventuale compromissione del
5539 sistema,\footnote{come montare un filesystem in sola lettura per impedirne
5540 modifiche, o marcare un file come immutabile.} una volta che questa sia
5541 stata effettuata e si siano ottenuti i privilegi di amministratore, queste
5542 potranno essere comunque rimosse.\footnote{nei casi elencati nella precedente
5543 nota si potrà sempre rimontare il sistema in lettura-scrittura, o togliere
5544 la marcatura di immutabilità.}
5546 Il problema consiste nel fatto che nell'architettura tradizionale di un
5547 sistema unix-like i controlli di accesso sono basati su un solo livello di
5548 separazione: per i processi normali essi sono posti in atto, mentre per i
5549 processi con i privilegi di amministratore essi non vengono neppure eseguiti;
5550 per questo motivo non era previsto alcun modo per evitare che un processo con
5551 diritti di amministratore non potesse eseguire certe operazioni, o per cedere
5552 definitivamente alcuni privilegi da un certo momento in poi.
5554 Per ovviare a tutto ciò, a partire dai kernel della serie 2.2, è stato
5555 introdotto un meccanismo, detto \textit{capabilities}, che consentisse di
5556 suddividere i vari privilegi tradizionalmente associati all'amministratore in
5557 un insieme di \textsl{capacità} distinte. L'idea era che queste capacità
5558 potessero essere abilitate e disabilitate in maniera indipendente per ciascun
5559 processo con privilegi di amministratore, permettendo così una granularità
5560 molto più fine nella distribuzione degli stessi che evitasse la originaria
5561 situazione di ``\textsl{tutto o nulla}''.
5563 Il meccanismo completo delle \textit{capabilities}\footnote{l'implementazione
5564 si rifà ad una bozza di quello che doveva diventare lo standard POSIX.1e,
5565 poi abbandonato.} prevede inoltre la possibilità di associare le stesse ai
5566 singoli file eseguibili, in modo da poter stabilire quali capacità possono
5567 essere utilizzate quando viene messo in esecuzione uno specifico programma; ma
5568 il supporto per questa funzionalità, chiamata \textit{file capabilities}, è
5569 stato introdotto soltanto a partire dal kernel 2.6.24. Fino ad allora doveva
5570 essere il programma stesso ad eseguire una riduzione esplicita delle sue
5571 capacità, cosa che ha reso l'uso di questa funzionalità poco diffuso, vista la
5572 presenza di meccanismi alternativi per ottenere limitazioni delle capacità
5573 dell'amministratore a livello di sistema operativo, come \index{SELinux}
5576 Con questo supporto e con le ulteriori modifiche introdotte con il kernel
5577 2.6.25 il meccanismo delle \textit{capabilities} è stato totalmente
5578 rivoluzionato, rendendolo più aderente alle intenzioni originali dello
5579 standard POSIX, rimuovendo il significato che fino ad allora aveva avuto la
5580 capacità \const{CAP\_SETPCAP} e cambiando le modalità di funzionamento del
5581 cosiddetto \itindex{capabilities~bounding~set} \textit{capabilities bounding
5582 set}. Ulteriori modifiche sono state apportate con il kernel 2.6.26 per
5583 consentire la rimozione non ripristinabile dei privilegi di
5584 amministratore. Questo fa sì che il significato ed il comportamento del kernel
5585 finisca per dipendere dalla versione dello stesso e dal fatto che le nuove
5586 \textit{file capabilities} siano abilitate o meno. Per capire meglio la
5587 situazione e cosa è cambiato conviene allora spiegare con maggiori dettagli
5588 come funziona il meccanismo delle \textit{capabilities}.
5590 Il primo passo per frazionare i privilegi garantiti all'amministratore,
5591 supportato fin dalla introduzione iniziale del kernel 2.2, è stato quello in
5592 cui a ciascun processo sono stati associati tre distinti insiemi di
5593 \textit{capabilities}, denominati rispettivamente \textit{permitted},
5594 \textit{inheritable} ed \textit{effective}. Questi insiemi vengono mantenuti
5595 in forma di tre diverse maschere binarie,\footnote{il kernel li mantiene, come
5596 i vari identificatori di sez.~\ref{sec:proc_setuid}, all'interno della
5597 \struct{task\_struct} di ciascun processo (vedi
5598 fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), nei tre campi \texttt{cap\_effective},
5599 \texttt{cap\_inheritable}, \texttt{cap\_permitted} del tipo
5600 \texttt{kernel\_cap\_t}; questo era, fino al kernel 2.6.25 definito come
5601 intero a 32 bit per un massimo di 32 \textit{capabilities} distinte,
5602 attualmente è stato aggiornato ad un vettore in grado di mantenerne fino a
5603 64.} in cui ciascun bit corrisponde ad una capacità diversa.
5605 L'utilizzo di tre distinti insiemi serve a fornire una interfaccia flessibile
5606 per l'uso delle \textit{capabilities}, con scopi analoghi a quelli per cui
5607 sono mantenuti i diversi insiemi di identificatori di
5608 sez.~\ref{sec:proc_setuid}; il loro significato, che è rimasto sostanzialmente
5609 lo stesso anche dopo le modifiche seguite alla introduzione delle
5610 \textit{file capabilities} è il seguente:
5611 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
5612 \item[\textit{permitted}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5613 ``\textsl{permesse}'', cioè l'insieme di quelle capacità che un processo
5614 \textsl{può} impostare come \textsl{effettive} o come
5615 \textsl{ereditabili}. Se un processo cancella una capacità da questo insieme
5616 non potrà più riassumerla.\footnote{questo nei casi ordinari, sono
5617 previste però una serie di eccezioni, dipendenti anche dal tipo di
5618 supporto, che vedremo meglio in seguito dato il notevole intreccio nella
5620 \item[\textit{inheritable}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5621 ``\textsl{ereditabili}'', cioè di quelle che verranno trasmesse come insieme
5622 delle \textsl{permesse} ad un nuovo programma eseguito attraverso una
5623 chiamata ad \func{exec}.
5624 \item[\textit{effective}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5625 ``\textsl{effettive}'', cioè di quelle che vengono effettivamente usate dal
5626 kernel quando deve eseguire il controllo di accesso per le varie operazioni
5627 compiute dal processo.
5628 \label{sec:capabilities_set}
5631 Con l'introduzione delle \textit{file capabilities} sono stati introdotti
5632 altri tre insiemi associabili a ciascun file.\footnote{la realizzazione viene
5633 eseguita con l'uso di uno specifico attributo esteso,
5634 \texttt{security.capability}, la cui modifica è riservata, (come illustrato
5635 in sez.~\ref{sec:file_xattr}) ai processi dotato della capacità
5636 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Le \textit{file capabilities} hanno effetto
5637 soltanto quando il file che le porta viene eseguito come programma con una
5638 \func{exec}, e forniscono un meccanismo che consente l'esecuzione dello stesso
5639 con maggiori privilegi; in sostanza sono una sorta di estensione del
5640 \acr{suid} bit limitato ai privilegi di amministratore. Anche questi tre
5641 insiemi sono identificati con gli stessi nomi di quello dei processi, ma il
5642 loro significato è diverso:
5643 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
5644 \item[\textit{permitted}] (chiamato originariamente \textit{forced}) l'insieme
5645 delle capacità che con l'esecuzione del programma verranno aggiunte alle
5646 capacità \textsl{permesse} del processo.
5647 \item[\textit{inheritable}] (chiamato originariamente \textit{allowed})
5648 l'insieme delle capacità che con l'esecuzione del programma possono essere
5649 ereditate dal processo originario (che cioè non vengono tolte
5650 dall'\textit{inheritable set} del processo originale all'esecuzione di
5652 \item[\textit{effective}] in questo caso non si tratta di un insieme ma di un
5653 unico valore logico; se attivo all'esecuzione del programma tutte le
5654 capacità che risulterebbero \textsl{permesse} verranno pure attivate,
5655 inserendole automaticamente nelle \textsl{effettive}, se disattivato nessuna
5656 capacità verrà attivata (cioè l'\textit{effective set} resterà vuoto).
5659 \itindbeg{capabilities~bounding~set}
5661 Infine come accennato, esiste un ulteriore insieme, chiamato
5662 \textit{capabilities bounding set}, il cui scopo è quello di costituire un
5663 limite alle capacità che possono essere attivate per un programma. Il suo
5664 funzionamento però è stato notevolmente modificato con l'introduzione delle
5665 \textit{file capabilities} e si deve pertanto prendere in considerazione una
5666 casistica assai complessa.
5668 Per i kernel fino al 2.6.25, o se non si attiva il supporto per le
5669 \textit{file capabilities}, il \textit{capabilities bounding set} è un
5670 parametro generale di sistema, il cui valore viene riportato nel file
5671 \sysctlfile{kernel/cap-bound}. Il suo valore iniziale è definito in
5672 sede di compilazione del kernel, e da sempre ha previsto come default la
5673 presenza di tutte le \textit{capabilities} eccetto \const{CAP\_SETPCAP}. In
5674 questa situazione solo il primo processo eseguito nel sistema (quello con
5675 \textsl{pid} 1, di norma \texttt{/sbin/init}) ha la possibilità di
5676 modificarlo; ogni processo eseguito successivamente, se dotato dei privilegi
5677 di amministratore, è in grado soltanto di rimuovere una delle
5678 \textit{capabilities} già presenti dell'insieme.\footnote{per essere precisi
5679 occorreva la capacità \const{CAP\_SYS\_MODULE}.}
5681 In questo caso l'effetto complessivo del \textit{capabilities bounding set} è
5682 che solo le capacità in esso presenti possono essere trasmesse ad un altro
5683 programma attraverso una \func{exec}. Questo in sostanza significa che se un
5684 qualunque programma elimina da esso una capacità, considerato che
5685 \texttt{init} (almeno nelle versioni ordinarie) non supporta la reimpostazione
5686 del \textit{bounding set}, questa non sarà più disponibile per nessun processo
5687 a meno di un riavvio, eliminando così in forma definitiva quella capacità per
5688 tutti, compreso l'amministratore.\footnote{la qual cosa, visto il default
5689 usato per il \textit{capabilities bounding set}, significa anche che
5690 \const{CAP\_SETPCAP} non è stata praticamente mai usata nella sua forma
5693 Con il kernel 2.6.25 e le \textit{file capabilities} il \textit{bounding set}
5694 è diventato una proprietà di ciascun processo, che viene propagata invariata
5695 sia attraverso una \func{fork} che una \func{exec}. In questo caso il file
5696 \sysctlfile{kernel/cap-bound} non esiste e \texttt{init} non ha nessun
5697 ruolo speciale, inoltre in questo caso all'avvio il valore iniziale prevede la
5698 presenza di tutte le capacità (compresa \const{CAP\_SETPCAP}).
5700 Con questo nuovo meccanismo il \textit{bounding set} continua a ricoprire un
5701 ruolo analogo al precedente nel passaggio attraverso una \func{exec}, come
5702 limite alle capacità che possono essere aggiunte al processo in quanto
5703 presenti nel \textit{permitted set} del programma messo in esecuzione, in
5704 sostanza il nuovo programma eseguito potrà ricevere una capacità presente nel
5705 suo \textit{permitted set} (quello del file) solo se questa è anche nel
5706 \textit{bounding set} (del processo). In questo modo si possono rimuovere
5707 definitivamente certe capacità da un processo, anche qualora questo dovesse
5708 eseguire un programma privilegiato che prevede di riassegnarle.
5710 Si tenga presente però che in questo caso il \textit{bounding set} blocca
5711 esclusivamente le capacità indicate nel \textit{permitted set} del programma
5712 che verrebbero attivate in caso di esecuzione, e non quelle eventualmente già
5713 presenti nell'\textit{inheritable set} del processo (ad esempio perché
5714 presenti prima di averle rimosse dal \textit{bounding set}). In questo caso
5715 eseguendo un programma che abbia anche lui dette capacità nel suo
5716 \textit{inheritable set} queste verrebbero assegnate.
5718 In questa seconda versione inoltre il \textit{bounding set} costituisce anche
5719 un limite per le capacità che possono essere aggiunte all'\textit{inheritable
5720 set} del processo stesso con \func{capset}, sempre nel senso che queste
5721 devono essere presenti nel \textit{bounding set} oltre che nel
5722 \textit{permitted set} del processo. Questo limite vale anche per processi con
5723 i privilegi di amministratore,\footnote{si tratta sempre di avere la
5724 \textit{capability} \const{CAP\_SETPCAP}.} per i quali invece non vale la
5725 condizione che le \textit{capabilities} da aggiungere nell'\textit{inheritable
5726 set} debbano essere presenti nel proprio \textit{permitted set}.\footnote{lo
5727 scopo anche in questo caso è ottenere una rimozione definitiva della
5728 possibilità di passare una capacità rimossa dal \textit{bounding set}.}
5730 Come si può notare per fare ricorso alle \textit{capabilities} occorre
5731 comunque farsi carico di una notevole complessità di gestione, aggravata dalla
5732 presenza di una radicale modifica del loro funzionamento con l'introduzione
5733 delle \textit{file capabilities}. Considerato che il meccanismo originale era
5734 incompleto e decisamente problematico nel caso di programmi che non ne
5735 sapessero tener conto,\footnote{c'è stato un grosso problema di sicurezza con
5736 \texttt{sendmail}, riuscendo a rimuovere \const{CAP\_SETGID}
5737 dall'\textit{inheritable set} di un processo si ottenne di far fallire
5738 \func{setuid} in maniera inaspettata per il programma (che aspettandosi
5739 sempre il successo della funzione non ne controllava lo stato di uscita) con
5740 la conseguenza di effettuare come amministratore operazioni che altrimenti
5741 sarebbero state eseguite, senza poter apportare danni, da utente normale.}
5742 ci soffermeremo solo sulla implementazione completa presente a partire dal
5743 kernel 2.6.25, tralasciando ulteriori dettagli riguardo la versione
5746 Riassumendo le regole finora illustrate tutte le \textit{capabilities} vengono
5747 ereditate senza modifiche attraverso una \func{fork} mentre, indicati con
5748 \texttt{orig\_*} i valori degli insiemi del processo chiamante, con
5749 \texttt{file\_*} quelli del file eseguito e con \texttt{bound\_set} il
5750 \textit{capabilities bounding set}, dopo l'invocazione di \func{exec} il
5751 processo otterrà dei nuovi insiemi di capacità \texttt{new\_*} secondo la
5752 formula (espressa in pseudo-codice C) di fig.~\ref{fig:cap_across_exec}; si
5753 noti come in particolare il \textit{capabilities bounding set} non viene
5754 comunque modificato e resta lo stesso sia attraverso una \func{fork} che
5755 attraverso una \func{exec}.
5757 \begin{figure}[!htbp]
5758 \footnotesize \centering
5759 \begin{minipage}[c]{12cm}
5760 \includecodesnip{listati/cap-results.c}
5762 \caption{Espressione della modifica delle \textit{capabilities} attraverso
5764 \label{fig:cap_across_exec}
5767 \itindend{capabilities~bounding~set}
5769 A queste regole se ne aggiungono delle altre che servono a riprodurre il
5770 comportamento tradizionale di un sistema unix-like in tutta una serie di
5771 circostanze. La prima di queste è relativa a quello che avviene quando si
5772 esegue un file senza \textit{capabilities}; se infatti si considerasse questo
5773 equivalente al non averne assegnata alcuna, non essendo presenti capacità né
5774 nel \textit{permitted set} né nell'\textit{inheritable set} del file,
5775 nell'esecuzione di un qualunque programma l'amministratore perderebbe tutti i
5776 privilegi originali dal processo.
5778 Per questo motivo se un programma senza \textit{capabilities} assegnate viene
5779 eseguito da un processo con \ids{UID} reale 0, esso verrà trattato come
5780 se tanto il \textit{permitted set} che l'\textit{inheritable set} fossero con
5781 tutte le \textit{capabilities} abilitate, con l'\textit{effective set} attivo,
5782 col risultato di fornire comunque al processo tutte le capacità presenti nel
5783 proprio \textit{bounding set}. Lo stesso avviene quando l'eseguibile ha attivo
5784 il \acr{suid} bit ed appartiene all'amministratore, in entrambi i casi si
5785 riesce così a riottenere il comportamento classico di un sistema unix-like.
5787 Una seconda circostanza è quella relativa a cosa succede alle
5788 \textit{capabilities} di un processo nelle possibili transizioni da \ids{UID}
5789 nullo a \ids{UID} non nullo o viceversa (corrispondenti rispettivamente a
5790 cedere o riottenere i i privilegi di amministratore) che si possono effettuare
5791 con le varie funzioni viste in sez.~\ref{sec:proc_setuid}. In questo caso la
5792 casistica è di nuovo alquanto complessa, considerata anche la presenza dei
5793 diversi gruppi di identificatori illustrati in tab.~\ref{tab:proc_uid_gid}, si
5796 \item se si passa da \ids{UID} effettivo nullo a non nullo
5797 l'\textit{effective set} del processo viene totalmente azzerato, se
5798 viceversa si passa da \ids{UID} effettivo non nullo a nullo il
5799 \textit{permitted set} viene copiato nell'\textit{effective set};
5800 \item se si passa da \textit{file system} \ids{UID} nullo a non nullo verranno
5801 cancellate dall'\textit{effective set} del processo tutte le capacità
5802 attinenti i file, e cioè \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}, \const{CAP\_MKNOD},
5803 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH},
5804 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_CHOWN}, \const{CAP\_FSETID} e
5805 \const{CAP\_FOWNER} (le prime due a partire dal kernel 2.2.30), nella
5806 transizione inversa verranno invece inserite nell'\textit{effective set}
5807 quelle capacità della precedente lista che sono presenti nel suo
5808 \textit{permitted set}.
5809 \item se come risultato di una transizione riguardante gli identificativi dei
5810 gruppi \textit{real}, \textit{saved} ed \textit{effective} in cui si passa
5811 da una situazione in cui uno di questi era nullo ad una in cui sono tutti
5812 non nulli,\footnote{in sostanza questo è il caso di quando si chiama
5813 \func{setuid} per rimuovere definitivamente i privilegi di amministratore
5814 da un processo.} verranno azzerati completamente sia il \textit{permitted
5815 set} che l'\textit{effective set}.
5817 \label{sec:capability-uid-transition}
5819 La combinazione di tutte queste regole consente di riprodurre il comportamento
5820 ordinario di un sistema di tipo Unix tradizionale, ma può risultare
5821 problematica qualora si voglia passare ad una configurazione di sistema
5822 totalmente basata sull'applicazione delle \textit{capabilities}; in tal caso
5823 infatti basta ad esempio eseguire un programma con \acr{suid} bit di proprietà
5824 dell'amministratore per far riottenere ad un processo tutte le capacità
5825 presenti nel suo \textit{bounding set}, anche se si era avuta la cura di
5826 cancellarle dal \textit{permitted set}.
5828 \itindbeg{securebits}
5830 Per questo motivo a partire dal kernel 2.6.26, se le \textit{file
5831 capabilities} sono abilitate, ad ogni processo viene stata associata una
5832 ulteriore maschera binaria, chiamata \textit{securebits flags}, su cui sono
5833 mantenuti una serie di flag (vedi tab.~\ref{tab:securebits_values}) il cui
5834 valore consente di modificare queste regole speciali che si applicano ai
5835 processi con \ids{UID} nullo. La maschera viene sempre mantenuta
5836 attraverso una \func{fork}, mentre attraverso una \func{exec} viene sempre
5837 cancellato il flag \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}.
5842 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5844 \textbf{Flag} & \textbf{Descrizione} \\
5847 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}& Il processo non subisce la cancellazione delle
5848 sue \textit{capabilities} quando tutti i suoi
5849 \ids{UID} passano ad un valore non
5850 nullo (regola di compatibilità per il cambio
5851 di \ids{UID} n.~3 del precedente
5852 elenco), sostituisce il precedente uso
5853 dell'operazione \const{PR\_SET\_KEEPCAPS} di
5855 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP}&Il processo non subisce le modifiche
5856 delle sue \textit{capabilities} nel passaggio
5857 da nullo a non nullo degli \ids{UID}
5858 dei gruppi \textit{effective} e
5859 \textit{file system} (regole di compatibilità
5860 per il cambio di \ids{UID} nn.~1 e 2 del
5861 precedente elenco).\\
5862 \const{SECURE\_NOROOT} & Il processo non assume nessuna capacità
5863 aggiuntiva quando esegue un programma, anche
5864 se ha \ids{UID} nullo o il programma ha
5865 il \acr{suid} bit attivo ed appartiene
5866 all'amministratore (regola di compatibilità
5867 per l'esecuzione di programmi senza
5868 \textit{capabilities}).\\
5871 \caption{Costanti identificative dei flag che compongono la maschera dei
5872 \textit{securebits}.}
5873 \label{tab:securebits_values}
5876 A ciascuno dei flag di tab.~\ref{tab:securebits_values} è inoltre abbinato un
5877 corrispondente flag di blocco, identificato da una costante omonima con
5878 l'estensione \texttt{\_LOCKED}, la cui attivazione è irreversibile ed ha
5879 l'effetto di rendere permanente l'impostazione corrente del corrispondente
5880 flag ordinario; in sostanza con \const{SECURE\_KEEP\_CAPS\_LOCKED} si rende
5881 non più modificabile \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}, ed analogamente avviene con
5882 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP\_LOCKED} per
5883 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP} e con \const{SECURE\_NOROOT\_LOCKED} per
5884 \const{SECURE\_NOROOT}.
5886 Per l'impostazione di questi flag sono stata predisposte due specifiche
5887 operazioni di \func{prctl} (vedi sez.~\ref{sec:process_prctl}),
5888 \const{PR\_GET\_SECUREBITS}, che consente di ottenerne il valore, e
5889 \const{PR\_SET\_SECUREBITS}, che consente di modificarne il valore; per
5890 quest'ultima sono comunque necessari i privilegi di amministratore ed in
5891 particolare la capacità \const{CAP\_SETPCAP}. Prima dell'introduzione dei
5892 \textit{securebits} era comunque possibile ottenere lo stesso effetto di
5893 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS} attraverso l'uso di un'altra operazione di
5894 \func{prctl}, \const{PR\_SET\_KEEPCAPS}.
5896 \itindend{securebits}
5898 Oltre alla gestione dei \textit{securebits} la nuova versione delle
5899 \textit{file capabilities} prevede l'uso di \func{prctl} anche per la gestione
5900 del \textit{capabilities bounding set}, attraverso altre due operazioni
5901 dedicate, \const{PR\_CAPBSET\_READ} per controllarne il valore e
5902 \const{PR\_CAPBSET\_DROP} per modificarlo; quest'ultima di nuovo è una
5903 operazione privilegiata che richiede la capacità \const{CAP\_SETPCAP} e che,
5904 come indica chiaramente il nome, permette solo la rimozione di una
5905 \textit{capability} dall'insieme; per i dettagli sull'uso di tutte queste
5906 operazioni si rimanda alla rilettura di sez.~\ref{sec:process_prctl}.
5908 % TODO verificare per process capability bounding set, vedi:
5909 % http://git.kernel.org/git/?p=linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git;a=commit;h=3b7391de67da515c91f48aa371de77cb6cc5c07e
5911 % TODO capire cosa cambia con i patch vari, vedi
5912 % http://lwn.net/Articles/280279/
5913 % http://lwn.net/Articles/256519/
5914 % http://lwn.net/Articles/211883/
5917 Un elenco delle delle \textit{capabilities} disponibili su Linux, con una
5918 breve descrizione ed il nome delle costanti che le identificano, è riportato
5919 in tab.~\ref{tab:proc_capabilities};\footnote{l'elenco presentato questa
5920 tabella, ripreso dalla pagina di manuale (accessibile con \texttt{man
5921 capabilities}) e dalle definizioni in \texttt{linux/capabilities.h}, è
5922 aggiornato al kernel 2.6.26.} la tabella è divisa in due parti, la prima
5923 riporta le \textit{capabilities} previste anche nella bozza dello standard
5924 POSIX1.e, la seconda quelle specifiche di Linux. Come si può notare dalla
5925 tabella alcune \textit{capabilities} attengono a singole funzionalità e sono
5926 molto specializzate, mentre altre hanno un campo di applicazione molto vasto,
5927 che è opportuno dettagliare maggiormente.
5929 \begin{table}[!h!btp]
5932 \begin{tabular}{|l|p{10.5cm}|}
5934 \textbf{Capacità}&\textbf{Descrizione}\\
5938 % POSIX-draft defined capabilities.
5940 \const{CAP\_AUDIT\_CONTROL}& La capacità di abilitare e disabilitare il
5941 controllo dell'auditing (dal kernel 2.6.11).\\
5942 \const{CAP\_AUDIT\_WRITE}&La capacità di scrivere dati nel giornale di
5943 auditing del kernel (dal kernel 2.6.11).\\
5944 % TODO verificare questa roba dell'auditing
5945 \const{CAP\_CHOWN} & La capacità di cambiare proprietario e gruppo
5946 proprietario di un file (vedi
5947 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}).\\
5948 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}& La capacità di evitare il controllo dei
5949 permessi di lettura, scrittura ed esecuzione dei
5950 file,\footnotemark (vedi
5951 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
5952 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}& La capacità di evitare il controllo dei
5953 permessi di lettura ed esecuzione per
5955 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
5956 \const{CAP\_FOWNER} & La capacità di evitare il controllo della
5957 proprietà di un file per tutte
5958 le operazioni privilegiate non coperte dalle
5959 precedenti \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE} e
5960 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}.\\
5961 \const{CAP\_FSETID} & La capacità di evitare la cancellazione
5962 automatica dei bit \itindex{suid~bit} \acr{suid}
5963 e \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} quando un file
5964 per i quali sono impostati viene modificato da
5965 un processo senza questa capacità e la capacità
5966 di impostare il bit \acr{sgid} su un file anche
5967 quando questo è relativo ad un gruppo cui non si
5969 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).\\
5970 \const{CAP\_KILL} & La capacità di mandare segnali a qualunque
5971 processo (vedi sez.~\ref{sec:sig_kill_raise}).\\
5972 \const{CAP\_SETFCAP} & La capacità di impostare le
5973 \textit{capabilities} di un file (dal kernel
5975 \const{CAP\_SETGID} & La capacità di manipolare i group ID dei
5976 processi, sia il principale che i supplementari,
5977 (vedi sez.~\ref{sec:proc_setgroups}) che quelli
5978 trasmessi tramite i socket \textit{unix domain}
5979 (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
5980 \const{CAP\_SETUID} & La capacità di manipolare gli user ID del
5981 processo (vedi sez.~\ref{sec:proc_setuid}) e di
5982 trasmettere un user ID arbitrario nel passaggio
5983 delle credenziali coi socket \textit{unix
5984 domain} (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
5986 % Linux specific capabilities
5989 \const{CAP\_IPC\_LOCK} & La capacità di effettuare il \textit{memory
5990 locking} \itindex{memory~locking} con le
5991 funzioni \func{mlock}, \func{mlockall},
5992 \func{shmctl}, \func{mmap} (vedi
5993 sez.~\ref{sec:proc_mem_lock} e
5994 sez.~\ref{sec:file_memory_map}). \\
5995 \const{CAP\_IPC\_OWNER} & La capacità di evitare il controllo dei permessi
5996 per le operazioni sugli oggetti di
5997 intercomunicazione fra processi (vedi
5998 sez.~\ref{sec:ipc_sysv}).\\
5999 \const{CAP\_LEASE} & La capacità di creare dei \textit{file lease}
6000 \itindex{file~lease} (vedi
6001 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease})
6002 pur non essendo proprietari del file (dal kernel
6004 \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}& La capacità di impostare sui file gli
6005 attributi \textit{immutable} e
6006 \itindex{append~mode} \textit{append only} (se
6008 \const{CAP\_MKNOD} & La capacità di creare
6009 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo
6010 con \func{mknod} (vedi
6011 sez.~\ref{sec:file_mknod}) (dal kernel 2.4).\\
6012 \const{CAP\_NET\_ADMIN} & La capacità di eseguire alcune operazioni
6013 privilegiate sulla rete.\\
6014 \const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}& La capacità di porsi in ascolto
6015 su porte riservate (vedi
6016 sez.~\ref{sec:TCP_func_bind}).\\
6017 \const{CAP\_NET\_BROADCAST}& La capacità di consentire l'uso di socket in
6018 \itindex{broadcast} \textit{broadcast} e
6019 \itindex{multicast} \textit{multicast}.\\
6020 \const{CAP\_NET\_RAW} & La capacità di usare socket \texttt{RAW} e
6021 \texttt{PACKET} (vedi sez.~\ref{sec:sock_type}).\\
6022 \const{CAP\_SETPCAP} & La capacità di modifiche privilegiate alle
6023 \textit{capabilities}.\\
6024 \const{CAP\_SYS\_ADMIN} & La capacità di eseguire una serie di compiti
6026 \const{CAP\_SYS\_BOOT} & La capacità di fare eseguire un riavvio del
6027 sistema (vedi sez.~\ref{sec:sys_reboot}).\\
6028 \const{CAP\_SYS\_CHROOT}& La capacità di eseguire la funzione
6029 \func{chroot} (vedi sez.~\ref{sec:file_chroot}).\\
6030 \const{CAP\_MAC\_ADMIN} & La capacità amministrare il \textit{Mandatory
6031 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
6032 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}& La capacità evitare il \textit{Mandatory
6033 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
6034 \const{CAP\_SYS\_MODULE}& La capacità di caricare e rimuovere moduli del
6036 \const{CAP\_SYS\_NICE} & La capacità di modificare le varie priorità dei
6037 processi (vedi sez.~\ref{sec:proc_priority}).\\
6038 \const{CAP\_SYS\_PACCT} & La capacità di usare le funzioni di
6039 \textit{accounting} dei processi (vedi
6040 sez.~\ref{sec:sys_bsd_accounting}).\\
6041 \const{CAP\_SYS\_PTRACE}& La capacità di tracciare qualunque processo con
6043 sez.~\ref{sec:process_ptrace}).\\
6044 \const{CAP\_SYS\_RAWIO} & La capacità di operare sulle porte
6045 di I/O con \func{ioperm} e \func{iopl} (vedi
6046 sez.~\ref{sec:process_io_port}).\\
6047 \const{CAP\_SYS\_RESOURCE}& La capacità di superare le varie limitazioni
6049 \const{CAP\_SYS\_TIME} & La capacità di modificare il tempo di sistema
6050 (vedi sez.~\ref{sec:sys_time}).\\
6051 \const{CAP\_SYS\_TTY\_CONFIG}& La capacità di simulare un \textit{hangup}
6052 della console, con la funzione
6054 \const{CAP\_SYSLOG} & La capacità di gestire il buffer dei messaggi
6055 del kernel, (vedi sez.~\ref{sec:sess_daemon}),
6056 introdotta dal kernel 2.6.38 come capacità
6057 separata da \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.\\
6058 \const{CAP\_WAKE\_ALARM}& La capacità di usare i timer di tipo
6059 \const{CLOCK\_BOOTTIME\_ALARM} e
6060 \const{CLOCK\_REALTIME\_ALARM}, vedi
6061 sez.~\ref{sec:sig_timer_adv} (dal kernel 3.0).\\
6064 \caption{Le costanti che identificano le \textit{capabilities} presenti nel
6066 \label{tab:proc_capabilities}
6069 \footnotetext{vale a dire i permessi caratteristici del modello classico del
6070 controllo di accesso chiamato \itindex{Discrectionary~Access~Control~(DAC)}
6071 \textit{Discrectionary Access Control} (da cui il nome DAC).}
6074 Prima di dettagliare il significato della capacità più generiche, conviene
6075 però dedicare un discorso a parte a \const{CAP\_SETPCAP}, il cui significato è
6076 stato completamente cambiato con l'introduzione delle \textit{file
6077 capabilities} nel kernel 2.6.24. In precedenza questa capacità era quella
6078 che permetteva al processo che la possedeva di impostare o rimuovere le
6079 \textit{capabilities} che fossero presenti nel \textit{permitted set} del
6080 chiamante di un qualunque altro processo. In realtà questo non è mai stato
6081 l'uso inteso nelle bozze dallo standard POSIX, ed inoltre, come si è già
6082 accennato, dato che questa capacità è assente nel \textit{capabilities
6083 bounding set} usato di default, essa non è neanche mai stata realmente
6086 Con l'introduzione \textit{file capabilities} e il cambiamento del significato
6087 del \textit{capabilities bounding set} la possibilità di modificare le
6088 capacità di altri processi è stata completamente rimossa, e
6089 \const{CAP\_SETPCAP} ha acquisito quello che avrebbe dovuto essere il suo
6090 significato originario, e cioè la capacità del processo di poter inserire nel
6091 suo \textit{inheritable set} qualunque capacità presente nel \textit{bounding
6092 set}. Oltre a questo la disponibilità di \const{CAP\_SETPCAP} consente ad un
6093 processo di eliminare una capacità dal proprio \textit{bounding set} (con la
6094 conseguente impossibilità successiva di eseguire programmi con quella
6095 capacità), o di impostare i \textit{securebits} delle \textit{capabilities}.
6097 La prima fra le capacità ``\textsl{ampie}'' che occorre dettagliare
6098 maggiormente è \const{CAP\_FOWNER}, che rimuove le restrizioni poste ad un
6099 processo che non ha la proprietà di un file in un vasto campo di
6100 operazioni;\footnote{vale a dire la richiesta che l'\ids{UID} effettivo del
6101 processo (o meglio l'\ids{UID} di filesystem, vedi
6102 sez.~\ref{sec:proc_setuid}) coincida con quello del proprietario.} queste
6103 comprendono i cambiamenti dei permessi e dei tempi del file (vedi
6104 sez.~\ref{sec:file_perm_management} e sez.~\ref{sec:file_file_times}), le
6105 impostazioni degli attributi dei file (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}) e delle
6106 ACL (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr} e \ref{sec:file_ACL}), poter ignorare lo
6107 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} nella cancellazione dei file (vedi
6108 sez.~\ref{sec:file_special_perm}), la possibilità di impostare il flag di
6109 \const{O\_NOATIME} con \func{open} e \func{fcntl} (vedi
6110 sez.~\ref{sec:file_open} e sez.~\ref{sec:file_fcntl}) senza restrizioni.
6112 Una seconda capacità che copre diverse operazioni, in questo caso riguardanti
6113 la rete, è \const{CAP\_NET\_ADMIN}, che consente di impostare le opzioni
6114 privilegiate dei socket (vedi sez.~\ref{sec:sock_generic_options}), abilitare
6115 il \itindex{multicast} \textit{multicasting}, eseguire la configurazione delle
6116 interfacce di rete (vedi sez.~\ref{sec:sock_ioctl_netdevice}) ed impostare la
6117 tabella di instradamento.
6119 Una terza \textit{capability} con vasto campo di applicazione è
6120 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}, che copre una serie di operazioni amministrative,
6121 come impostare le quote disco (vedi sez.\ref{sec:disk_quota}), attivare e
6122 disattivare la swap, montare, rimontare e smontare filesystem (vedi
6123 sez.~\ref{sec:sys_file_config}), effettuare operazioni di controllo su
6124 qualunque oggetto dell'IPC di SysV (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv}), operare
6125 sugli attributi estesi dei file di classe \texttt{security} o \texttt{trusted}
6126 (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr}), specificare un \ids{UID} arbitrario
6127 nella trasmissione delle credenziali dei socket (vedi
6128 sez.~\ref{sec:socket_credential_xxx}), assegnare classi privilegiate
6129 (\const{IOPRIO\_CLASS\_RT} e prima del kernel 2.6.25 anche
6130 \const{IOPRIO\_CLASS\_IDLE}) per lo scheduling dell'I/O (vedi
6131 sez.~\ref{sec:io_priority}), superare il limite di sistema sul numero massimo
6132 di file aperti,\footnote{quello indicato da \sysctlfile{fs/file-max}.}
6133 effettuare operazioni privilegiate sulle chiavi mantenute dal kernel (vedi
6134 sez.~\ref{sec:keyctl_management}), usare la funzione \func{lookup\_dcookie},
6135 usare \const{CLONE\_NEWNS} con \func{unshare} e \func{clone}, (vedi
6136 sez.~\ref{sec:process_clone}).
6138 Originariamente \const{CAP\_SYS\_NICE} riguardava soltanto la capacità di
6139 aumentare le priorità di esecuzione dei processi, come la diminuzione del
6140 valore di \textit{nice} (vedi sez.~\ref{sec:proc_sched_stand}), l'uso delle
6141 priorità \textit{real-time} (vedi sez.~\ref{sec:proc_real_time}), o
6142 l'impostazione delle affinità di processore (vedi
6143 sez.~\ref{sec:proc_sched_multiprocess}); ma con l'introduzione di priorità
6144 anche riguardo le operazioni di accesso al disco, e, nel caso di sistemi NUMA,
6145 alla memoria, essa viene a coprire anche la possibilità di assegnare priorità
6146 arbitrarie nell'accesso a disco (vedi sez.~\ref{sec:io_priority}) e nelle
6147 politiche di allocazione delle pagine di memoria ai nodi di un sistema NUMA.
6149 Infine la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_RESOURCE} attiene alla
6150 possibilità di superare i limiti imposti sulle risorse di sistema, come usare
6151 lo spazio disco riservato all'amministratore sui filesystem che lo supportano,
6152 usare la funzione \func{ioctl} per controllare il \textit{journaling} sul
6153 filesystem \acr{ext3}, non subire le quote disco, aumentare i limiti sulle
6154 risorse di un processo (vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}) e quelle sul
6155 numero di processi, ed i limiti sulle dimensioni dei messaggi delle code del
6156 SysV IPC (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv_mq}).
6158 Per la gestione delle \textit{capabilities} il kernel mette a disposizione due
6159 funzioni che permettono rispettivamente di leggere ed impostare i valori dei
6160 tre insiemi illustrati in precedenza. Queste due funzioni sono \funcd{capget}
6161 e \funcd{capset} e costituiscono l'interfaccia di gestione basso livello; i
6162 loro rispettivi prototipi sono:
6164 \headdecl{sys/capability.h}
6166 \funcdecl{int capget(cap\_user\_header\_t hdrp, cap\_user\_data\_t datap)}
6167 Legge le \textit{capabilities}.
6169 \funcdecl{int capset(cap\_user\_header\_t hdrp, const cap\_user\_data\_t
6171 Imposta le \textit{capabilities}.
6174 \bodydesc{Entrambe le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 in caso
6175 di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori:
6177 \item[\errcode{ESRCH}] si è fatto riferimento ad un processo inesistente.
6178 \item[\errcode{EPERM}] si è tentato di aggiungere una capacità
6179 nell'insieme delle \textit{capabilities} permesse, o di impostare una
6180 capacità non presente nell'insieme di quelle permesse negli insieme
6181 delle effettive o ereditate, o si è cercato di impostare una
6182 \textit{capability} di un altro processo senza avare
6183 \const{CAP\_SETPCAP}.
6185 ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EINVAL}.
6189 Queste due funzioni prendono come argomenti due tipi di dati dedicati,
6190 definiti come puntatori a due strutture specifiche di Linux, illustrate in
6191 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}. Per un certo periodo di tempo era anche
6192 indicato che per poterle utilizzare fosse necessario che la macro
6193 \macro{\_POSIX\_SOURCE} risultasse non definita (ed era richiesto di inserire
6194 una istruzione \texttt{\#undef \_POSIX\_SOURCE} prima di includere
6195 \texttt{sys/capability.h}) requisito che non risulta più presente.\footnote{e
6196 non è chiaro neanche quanto sia mai stato davvero necessario.}
6198 Si tenga presente che le strutture di fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}, come i
6199 prototipi delle due funzioni \func{capget} e \func{capset}, sono soggette ad
6200 essere modificate con il cambiamento del kernel (in particolare i tipi di dati
6201 delle strutture) ed anche se finora l'interfaccia è risultata stabile, non c'è
6202 nessuna assicurazione che questa venga mantenuta,\footnote{viene però
6203 garantito che le vecchie funzioni continuino a funzionare.} Pertanto se si
6204 vogliono scrivere programmi portabili che possano essere eseguiti senza
6205 modifiche o adeguamenti su qualunque versione del kernel è opportuno
6206 utilizzare le interfacce di alto livello che vedremo più avanti.
6208 \begin{figure}[!htb]
6211 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
6212 \includestruct{listati/cap_user_header_t.h}
6215 \caption{Definizione delle strutture a cui fanno riferimento i puntatori
6216 \structd{cap\_user\_header\_t} e \structd{cap\_user\_data\_t} usati per
6217 l'interfaccia di gestione di basso livello delle \textit{capabilities}.}
6218 \label{fig:cap_kernel_struct}
6221 La struttura a cui deve puntare l'argomento \param{hdrp} serve ad indicare,
6222 tramite il campo \var{pid}, il PID del processo del quale si vogliono leggere
6223 o modificare le \textit{capabilities}. Con \func{capset} questo, se si usano
6224 le \textit{file capabilities}, può essere solo 0 o PID del processo chiamante,
6225 che sono equivalenti. Il campo \var{version} deve essere impostato al valore
6226 della versione delle stesse usata dal kernel (quello indicato da una delle
6227 costanti \texttt{\_LINUX\_CAPABILITY\_VERSION\_n} di
6228 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}) altrimenti le funzioni ritorneranno con un
6229 errore di \errcode{EINVAL}, restituendo nel campo stesso il valore corretto
6230 della versione in uso. La versione due è comunque deprecata e non deve essere
6231 usata (il kernel stamperà un avviso). I valori delle \textit{capabilities}
6232 devono essere passati come maschere binarie;\footnote{e si tenga presente che
6233 i valori di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} non possono essere combinati
6234 direttamente, indicando il numero progressivo del bit associato alla
6235 relativa capacità.} con l'introduzione delle \textit{capabilities} a 64 bit
6236 inoltre il puntatore \param{datap} non può essere più considerato come
6237 relativo ad una singola struttura, ma ad un vettore di due
6238 strutture.\footnote{è questo cambio di significato che ha portato a deprecare
6239 la versione 2, che con \func{capget} poteva portare ad un buffer overflow
6240 per vecchie applicazioni che continuavano a considerare \param{datap} come
6241 puntatore ad una singola struttura.}
6243 Dato che le precedenti funzioni, oltre ad essere specifiche di Linux, non
6244 garantiscono la stabilità nell'interfaccia, è sempre opportuno effettuare la
6245 gestione delle \textit{capabilities} utilizzando le funzioni di libreria a
6246 questo dedicate. Queste funzioni, che seguono quanto previsto nelle bozze
6247 dello standard POSIX.1e, non fanno parte delle \acr{glibc} e sono fornite in
6248 una libreria a parte,\footnote{la libreria è \texttt{libcap2}, nel caso di
6249 Debian può essere installata con il pacchetto omonimo.} pertanto se un
6250 programma le utilizza si dovrà indicare esplicitamente l'uso della suddetta
6251 libreria attraverso l'opzione \texttt{-lcap} del compilatore.
6253 Le funzioni dell'interfaccia delle bozze di POSIX.1e prevedono l'uso di un
6254 \index{tipo!opaco} tipo di dato opaco, \type{cap\_t}, come puntatore ai dati
6255 mantenuti nel cosiddetto \textit{capability state},\footnote{si tratta in
6256 sostanza di un puntatore ad una struttura interna utilizzata dalle librerie,
6257 i cui campi non devono mai essere acceduti direttamente.} in sono
6258 memorizzati tutti i dati delle \textit{capabilities}. In questo modo è
6259 possibile mascherare i dettagli della gestione di basso livello, che potranno
6260 essere modificati senza dover cambiare le funzioni dell'interfaccia, che
6261 faranno riferimento soltanto ad oggetti di questo tipo. L'interfaccia
6262 pertanto non soltanto fornisce le funzioni per modificare e leggere le
6263 \textit{capabilities}, ma anche quelle per gestire i dati attraverso
6266 La prima funzione dell'interfaccia è quella che permette di inizializzare un
6267 \textit{capability state}, allocando al contempo la memoria necessaria per i
6268 relativi dati. La funzione è \funcd{cap\_init} ed il suo prototipo è:
6270 \headdecl{sys/capability.h}
6272 \funcdecl{cap\_t cap\_init(void)}
6273 Crea ed inizializza un \textit{capability state}.
6275 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
6276 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il
6277 valore \errval{ENOMEM}.
6281 La funzione restituisce il puntatore \type{cap\_t} ad uno stato inizializzato
6282 con tutte le \textit{capabilities} azzerate. In caso di errore (cioè quando
6283 non c'è memoria sufficiente ad allocare i dati) viene restituito \val{NULL}
6284 ed \var{errno} viene impostata a \errval{ENOMEM}. La memoria necessaria a
6285 mantenere i dati viene automaticamente allocata da \func{cap\_init}, ma dovrà
6286 essere disallocata esplicitamente quando non è più necessaria utilizzando, per
6287 questo l'interfaccia fornisce una apposita funzione, \funcd{cap\_free}, il cui
6290 \headdecl{sys/capability.h}
6292 \funcdecl{int cap\_free(void *obj\_d)}
6293 Disalloca la memoria allocata per i dati delle \textit{capabilities}.
6295 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6296 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6300 La funzione permette di liberare la memoria allocata dalle altre funzioni
6301 della libreria sia per un \textit{capability state}, nel qual caso l'argomento
6302 dovrà essere un dato di tipo \type{cap\_t}, che per una descrizione testuale
6303 dello stesso,\footnote{cioè quanto ottenuto tramite la funzione
6304 \func{cap\_to\_text}.} nel qual caso l'argomento dovrà essere un dato di
6305 tipo \texttt{char *}. Per questo motivo l'argomento \param{obj\_d} è
6306 dichiarato come \texttt{void *} e deve sempre corrispondere ad un puntatore
6307 ottenuto tramite le altre funzioni della libreria, altrimenti la funzione
6308 fallirà con un errore di \errval{EINVAL}.
6310 Infine si può creare una copia di un \textit{capability state} ottenuto in
6311 precedenza tramite la funzione \funcd{cap\_dup}, il cui prototipo è:
6313 \headdecl{sys/capability.h}
6315 \funcdecl{cap\_t cap\_dup(cap\_t cap\_p)}
6316 Duplica un \textit{capability state} restituendone una copia.
6318 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
6319 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} potrà assumere i
6320 valori \errval{ENOMEM} o \errval{EINVAL}.
6324 La funzione crea una copia del \textit{capability state} posto all'indirizzo
6325 \param{cap\_p} che si è passato come argomento, restituendo il puntatore alla
6326 copia, che conterrà gli stessi valori delle \textit{capabilities} presenti
6327 nell'originale. La memoria necessaria viene allocata automaticamente dalla
6328 funzione. Una volta effettuata la copia i due \textit{capability state}
6329 potranno essere modificati in maniera completamente
6330 indipendente.\footnote{alla fine delle operazioni si ricordi però di
6331 disallocare anche la copia, oltre all'originale. }
6333 Una seconda classe di funzioni di servizio previste dall'interfaccia sono
6334 quelle per la gestione dei dati contenuti all'interno di un \textit{capability
6335 state}; la prima di queste è \funcd{cap\_clear}, il cui prototipo è:
6337 \headdecl{sys/capability.h}
6339 \funcdecl{int cap\_clear(cap\_t cap\_p)}
6340 Inizializza un \textit{capability state} cancellando tutte le
6341 \textit{capabilities}.
6343 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6344 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6348 La funzione si limita ad azzerare tutte le \textit{capabilities} presenti nel
6349 \textit{capability state} all'indirizzo \param{cap\_p} passato come argomento,
6350 restituendo uno stato \textsl{vuoto}, analogo a quello che si ottiene nella
6351 creazione con \func{cap\_init}.
6356 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
6358 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
6361 \const{CAP\_EFFECTIVE} & Capacità dell'insieme \textsl{effettivo}.\\
6362 \const{CAP\_PERMITTED} & Capacità dell'insieme \textsl{permesso}.\\
6363 \const{CAP\_INHERITABLE}& Capacità dell'insieme \textsl{ereditabile}.\\
6366 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_t} che
6367 identifica gli insiemi delle \textit{capabilities}.}
6368 \label{tab:cap_set_identifier}
6371 Una variante di \func{cap\_clear} è \funcd{cap\_clear\_flag} che cancella da
6372 un \textit{capability state} tutte le \textit{capabilities} di un certo
6373 insieme fra quelli di pag.~\pageref{sec:capabilities_set}, il suo prototipo
6376 \headdecl{sys/capability.h}
6378 \funcdecl{int cap\_clear\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag)}
6380 Cancella dal \textit{capability state} \param{cap\_p} tutte le
6381 \textit{capabilities} dell'insieme \param{flag}.
6383 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6384 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}. }
6387 La funzione richiede che si indichi quale degli insiemi si intente cancellare
6388 con l'argomento \param{flag}. Questo deve essere specificato con una variabile
6389 di tipo \type{cap\_flag\_t} che può assumere esclusivamente\footnote{si tratta
6390 in effetti di un tipo enumerato, come si può verificare dalla sua
6391 definizione che si trova in \texttt{/usr/include/sys/capability.h}.} uno dei
6392 valori illustrati in tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
6394 Si possono inoltre confrontare in maniera diretta due diversi
6395 \textit{capability state} con la funzione \funcd{cap\_compare}; il suo
6398 \headdecl{sys/capability.h}
6399 \funcdecl{int cap\_compare(cap\_t cap\_a, cap\_t cap\_b)}
6401 Confronta due \textit{capability state}.
6403 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se i \textit{capability state} sono identici
6404 ed un valore positivo se differiscono, non sono previsti errori.}
6407 La funzione esegue un confronto fra i due \textit{capability state} passati
6408 come argomenti e ritorna in un valore intero il risultato, questo è nullo se
6409 sono identici o positivo se vi sono delle differenze. Il valore di ritorno
6410 della funzione consente inoltre di per ottenere ulteriori informazioni su
6411 quali sono gli insiemi di \textit{capabilities} che risultano differenti. Per
6412 questo si può infatti usare la apposita macro \macro{CAP\_DIFFERS}:
6414 \funcdecl{int CAP\_DIFFERS(value, flag)} Controlla lo stato di eventuali
6415 differenze delle \textit{capabilities} nell'insieme \texttt{flag}.
6418 La macro che richiede si passi nell'argomento \texttt{value} il risultato
6419 della funzione \func{cap\_compare} e in \texttt{flag} l'indicazione (coi
6420 valori di tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}) dell'insieme che si intende
6421 controllare; restituirà un valore diverso da zero se le differenze rilevate da
6422 \func{cap\_compare} sono presenti nell'insieme indicato.
6424 Per la gestione dei singoli valori delle \textit{capabilities} presenti in un
6425 \textit{capability state} l'interfaccia prevede due funzioni specifiche,
6426 \funcd{cap\_get\_flag} e \funcd{cap\_set\_flag}, che permettono
6427 rispettivamente di leggere o impostare il valore di una capacità all'interno
6428 in uno dei tre insiemi già citati; i rispettivi prototipi sono:
6430 \headdecl{sys/capability.h}
6432 \funcdecl{int cap\_get\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_value\_t cap, cap\_flag\_t
6433 flag, cap\_flag\_value\_t *value\_p)}
6434 Legge il valore di una \textit{capability}.
6436 \funcdecl{int cap\_set\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag, int ncap,
6437 cap\_value\_t *caps, cap\_flag\_value\_t value)}
6438 Imposta il valore di una \textit{capability}.
6440 \bodydesc{Le funzioni ritornano 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6441 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6445 In entrambe le funzioni l'argomento \param{cap\_p} indica il puntatore al
6446 \textit{capability state} su cui operare, mentre l'argomento \param{flag}
6447 indica su quale dei tre insiemi si intende operare, sempre con i valori di
6448 tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
6450 La capacità che si intende controllare o impostare invece deve essere
6451 specificata attraverso una variabile di tipo \type{cap\_value\_t}, che può
6452 prendere come valore uno qualunque di quelli riportati in
6453 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}, in questo caso però non è possibile
6454 combinare diversi valori in una maschera binaria, una variabile di tipo
6455 \type{cap\_value\_t} può indicare una sola capacità.\footnote{in
6456 \texttt{sys/capability.h} il tipo \type{cap\_value\_t} è definito come
6457 \ctyp{int}, ma i valori validi sono soltanto quelli di
6458 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}.}
6460 Infine lo stato di una capacità è descritto ad una variabile di tipo
6461 \type{cap\_flag\_value\_t}, che a sua volta può assumere soltanto
6462 uno\footnote{anche questo è un tipo enumerato.} dei valori di
6463 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
6468 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
6470 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
6473 \const{CAP\_CLEAR}& La capacità non è impostata.\\
6474 \const{CAP\_SET} & La capacità è impostata.\\
6477 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_value\_t} che
6478 indica lo stato di una capacità.}
6479 \label{tab:cap_value_type}
6482 La funzione \func{cap\_get\_flag} legge lo stato della capacità indicata
6483 dall'argomento \param{cap} all'interno dell'insieme indicato dall'argomento
6484 \param{flag} lo restituisce nella variabile puntata
6485 dall'argomento \param{value\_p}. Questa deve essere di tipo
6486 \type{cap\_flag\_value\_t} ed assumerà uno dei valori di
6487 tab.~\ref{tab:cap_value_type}. La funzione consente pertanto di leggere solo
6488 lo stato di una capacità alla volta.
6490 La funzione \func{cap\_set\_flag} può invece impostare in una sola chiamata
6491 più \textit{capabilities}, anche se solo all'interno dello stesso insieme ed
6492 allo stesso valore. Per questo motivo essa prende un vettore di valori di tipo
6493 \type{cap\_value\_t} nell'argomento \param{caps}, la cui dimensione viene
6494 specificata dall'argomento \param{ncap}. Il tipo di impostazione da eseguire
6495 (cancellazione o impostazione) per le capacità elencate in \param{caps} viene
6496 indicato dall'argomento \param{value} sempre con i valori di
6497 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
6499 Per semplificare la gestione delle \textit{capabilities} l'interfaccia prevede
6500 che sia possibile utilizzare anche una rappresentazione testuale del contenuto
6501 di un \textit{capability state} e fornisce le opportune funzioni di
6502 gestione;\footnote{entrambe erano previste dalla bozza dello standard
6503 POSIX.1e.} la prima di queste, che consente di ottenere la rappresentazione
6504 testuale, è \funcd{cap\_to\_text}, il cui prototipo è:
6506 \headdecl{sys/capability.h}
6508 \funcdecl{char * cap\_to\_text(cap\_t caps, ssize\_t * length\_p)}
6510 Genera una visualizzazione testuale delle \textit{capabilities}.
6512 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore alla stringa con la descrizione
6513 delle \textit{capabilities} in caso di successo e \val{NULL} in caso di
6514 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
6519 La funzione ritorna l'indirizzo di una stringa contente la descrizione
6520 testuale del contenuto del \textit{capability state} \param{caps} passato come
6521 argomento, e, qualora l'argomento \param{length\_p} sia diverso da \val{NULL},
6522 restituisce nella variabile intera da questo puntata la lunghezza della
6523 stringa. La stringa restituita viene allocata automaticamente dalla funzione e
6524 pertanto dovrà essere liberata con \func{cap\_free}.
6526 La rappresentazione testuale, che viene usata anche di programmi di gestione a
6527 riga di comando, prevede che lo stato venga rappresentato con una stringa di
6528 testo composta da una serie di proposizioni separate da spazi, ciascuna delle
6529 quali specifica una operazione da eseguire per creare lo stato finale. Nella
6530 rappresentazione si fa sempre conto di partire da uno stato in cui tutti gli
6531 insiemi sono vuoti e si provvede a impostarne i contenuti.
6533 Ciascuna proposizione è nella forma di un elenco di capacità, espresso con i
6534 nomi di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} separati da virgole, seguito da un
6535 operatore, e dall'indicazione degli insiemi a cui l'operazione si applica. I
6536 nomi delle capacità possono essere scritti sia maiuscoli che minuscoli, viene
6537 inoltre riconosciuto il nome speciale \texttt{all} che è equivalente a
6538 scrivere la lista completa. Gli insiemi sono identificati dalle tre lettere
6539 iniziali: ``\texttt{p}'' per il \textit{permitted}, ``\texttt{i}'' per
6540 l'\textit{inheritable} ed ``\texttt{e}'' per l'\textit{effective} che devono
6541 essere sempre minuscole e se ne può indicare più di uno.
6543 Gli operatori possibili sono solo tre: ``\texttt{+}'' che aggiunge le capacità
6544 elencate agli insiemi indicati, ``\texttt{-}'' che le toglie e ``\texttt{=}''
6545 che le assegna esattamente. I primi due richiedono che sia sempre indicato sia
6546 un elenco di capacità che gli insiemi a cui esse devono applicarsi, e
6547 rispettivamente attiveranno o disattiveranno le capacità elencate nell'insieme
6548 o negli insiemi specificati, ignorando tutto il resto. I due operatori possono
6549 anche essere combinati nella stessa proposizione, per aggiungere e togliere le
6550 capacità dell'elenco da insiemi diversi.
6552 L'assegnazione si applica invece su tutti gli insiemi allo stesso tempo,
6553 pertanto l'uso di ``\texttt{=}'' è equivalente alla cancellazione preventiva
6554 di tutte le capacità ed alla impostazione di quelle elencate negli insiemi
6555 specificati, questo significa che in genere lo si usa una sola volta
6556 all'inizio della stringa. In tal caso l'elenco delle capacità può non essere
6557 indicato e viene assunto che si stia facendo riferimento a tutte quante senza
6558 doverlo scrivere esplicitamente.
6560 Come esempi avremo allora che un processo non privilegiato di un utente, che
6561 non ha nessuna capacità attiva, avrà una rappresentazione nella forma
6562 ``\texttt{=}'' che corrisponde al fatto che nessuna capacità viene assegnata a
6563 nessun insieme (vale la cancellazione preventiva), mentre un processo con
6564 privilegi di amministratore avrà una rappresentazione nella forma
6565 ``\texttt{=ep}'' in cui tutte le capacità vengono assegnate agli insiemi
6566 \textit{permitted} ed \textit{effective} (e l'\textit{inheritable} è ignorato
6567 in quanto per le regole viste a pag.~\ref{sec:capability-uid-transition} le
6568 capacità verranno comunque attivate attraverso una \func{exec}). Infine, come
6569 esempio meno banale dei precedenti, otterremo per \texttt{init} una
6570 rappresentazione nella forma ``\texttt{=ep cap\_setpcap-e}'' dato che come
6571 accennato tradizionalmente \const{CAP\_SETPCAP} è sempre stata rimossa da
6574 Viceversa per passare ottenere un \textit{capability state} dalla sua
6575 rappresentazione testuale si può usare \funcd{cap\_from\_text}, il cui
6578 \headdecl{sys/capability.h}
6580 \funcdecl{cap\_t cap\_from\_text(const char *string)}
6582 Crea un \textit{capability state} dalla sua rappresentazione testuale.
6584 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore valido in caso di successo e
6585 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i
6586 valori \errval{EINVAL} o \errval{ENOMEM}.}
6589 La funzione restituisce il puntatore ad un \textit{capability state}
6590 inizializzato con i valori indicati nella stringa \param{string} che ne
6591 contiene la rappresentazione testuale. La memoria per il \textit{capability
6592 state} viene allocata automaticamente dalla funzione e dovrà essere liberata
6593 con \func{cap\_free}.
6595 Alle due funzioni citate se ne aggiungono altre due che consentono di
6596 convertire i valori delle costanti di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} nelle
6597 stringhe usate nelle rispettive rappresentazioni e viceversa. Le due funzioni,
6598 \func{cap\_to\_name} e \func{cap\_from\_name}, sono estensioni specifiche di
6599 Linux ed i rispettivi prototipi sono:
6601 \headdecl{sys/capability.h}
6603 \funcdecl{char * cap\_to\_name(cap\_value\_t cap)}
6604 \funcdecl{int cap\_from\_name(const char *name, cap\_value\_t *cap\_p)}
6605 Convertono le \textit{capabilities} dalle costanti alla rappresentazione
6606 testuale e viceversa.
6608 \bodydesc{La funzione \func{cap\_to\_name} ritorna un valore diverso da
6609 \val{NULL} in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, mentre
6610 \func{cap\_to\_name} ritorna rispettivamente 0 e $-1$; per entrambe in
6611 caso di errore \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
6615 La prima funzione restituisce la stringa (allocata automaticamente e che dovrà
6616 essere liberata con \func{cap\_free}) che corrisponde al valore della
6617 capacità \param{cap}, mentre la seconda restituisce nella variabile puntata
6618 da \param{cap\_p} il valore della capacità rappresentata dalla
6619 stringa \param{name}.
6621 Fin quei abbiamo trattato solo le funzioni di servizio relative alla
6622 manipolazione dei \textit{capability state} come strutture di dati;
6623 l'interfaccia di gestione prevede però anche le funzioni per trattare le
6624 \textit{capabilities} presenti nei processi. La prima di queste funzioni è
6625 \funcd{cap\_get\_proc} che consente la lettura delle \textit{capabilities} del
6626 processo corrente, il suo prototipo è:
6628 \headdecl{sys/capability.h}
6630 \funcdecl{cap\_t cap\_get\_proc(void)}
6631 Legge le \textit{capabilities} del processo corrente.
6633 \bodydesc{La funzione ritorna un valore diverso da \val{NULL} in caso di
6634 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può
6635 assumere i valori \errval{EINVAL}, \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}. }
6638 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} associate al processo
6639 da cui viene invocata, restituendo il risultato tramite il puntatore ad un
6640 \textit{capability state} contenente tutti i dati che provvede ad allocare
6641 autonomamente e che di nuovo occorrerà liberare con \func{cap\_free} quando
6642 non sarà più utilizzato.
6644 Se invece si vogliono leggere le \textit{capabilities} di un processo
6645 specifico occorre usare la funzione \funcd{capgetp}, il cui
6646 prototipo\footnote{su alcune pagine di manuale la funzione è descritta con un
6647 prototipo sbagliato, che prevede un valore di ritorno di tipo \type{cap\_t},
6648 ma il valore di ritorno è intero, come si può verificare anche dalla
6649 dichiarazione della stessa in \texttt{sys/capability.h}.} è:
6651 \headdecl{sys/capability.h}
6653 \funcdecl{int capgetp(pid\_t pid, cap\_t cap\_d)}
6654 Legge le \textit{capabilities} del processo indicato da \param{pid}.
6656 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6657 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
6658 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
6661 %TODO controllare e correggere i codici di errore!!!
6663 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} del processo indicato
6664 con l'argomento \param{pid}, e restituisce il risultato nel \textit{capability
6665 state} posto all'indirizzo indicato con l'argomento
6666 \param{cap\_d}; a differenza della precedente in questo caso il
6667 \textit{capability state} deve essere stato creato in precedenza. Qualora il
6668 processo indicato non esista si avrà un errore di \errval{ESRCH}. Gli stessi
6669 valori possono essere letti direttamente nel filesystem \textit{proc}, nei
6670 file \texttt{/proc/<pid>/status}; ad esempio per \texttt{init} si otterrà
6674 CapInh: 0000000000000000
6675 CapPrm: 00000000fffffeff
6676 CapEff: 00000000fffffeff
6680 Infine per impostare le \textit{capabilities} del processo corrente (non
6681 esiste una funzione che permetta di cambiare le \textit{capabilities} di un
6682 altro processo) si deve usare la funzione \funcd{cap\_set\_proc}, il cui
6685 \headdecl{sys/capability.h}
6687 \funcdecl{int cap\_set\_proc(cap\_t cap\_p)}
6688 Imposta le \textit{capabilities} del processo corrente.
6690 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6691 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
6692 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
6696 La funzione modifica le \textit{capabilities} del processo corrente secondo
6697 quanto specificato con l'argomento \param{cap\_p}, posto che questo sia
6698 possibile nei termini spiegati in precedenza (non sarà ad esempio possibile
6699 impostare capacità non presenti nell'insieme di quelle permesse). In caso di
6700 successo i nuovi valori saranno effettivi al ritorno della funzione, in caso
6701 di fallimento invece lo stato delle capacità resterà invariato. Si tenga
6702 presente che \textsl{tutte} le capacità specificate tramite \param{cap\_p}
6703 devono essere permesse; se anche una sola non lo è la funzione fallirà, e per
6704 quanto appena detto, lo stato delle \textit{capabilities} non verrà modificato
6705 (neanche per le parti eventualmente permesse).
6707 Come esempio di utilizzo di queste funzioni nei sorgenti allegati alla guida
6708 si è distribuito il programma \texttt{getcap.c}, che consente di leggere le
6709 \textit{capabilities} del processo corrente\footnote{vale a dire di sé stesso,
6710 quando lo si lancia, il che può sembrare inutile, ma serve a mostrarci quali
6711 sono le \textit{capabilities} standard che ottiene un processo lanciato
6712 dalla riga di comando.} o tramite l'opzione \texttt{-p}, quelle di un
6713 processo qualunque il cui pid viene passato come parametro dell'opzione.
6715 \begin{figure}[!htbp]
6716 \footnotesize \centering
6717 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
6718 \includecodesample{listati/getcap.c}
6721 \caption{Corpo principale del programma \texttt{getcap.c}.}
6722 \label{fig:proc_getcap}
6725 La sezione principale del programma è riportata in fig.~\ref{fig:proc_getcap},
6726 e si basa su una condizione sulla variabile \var{pid} che se si è usato
6727 l'opzione \texttt{-p} è impostata (nella sezione di gestione delle opzioni,
6728 che si è tralasciata) al valore del \textsl{pid} del processo di cui si vuole
6729 leggere le \textit{capabilities} e nulla altrimenti. Nel primo caso
6730 (\texttt{\small 1--6}) si utilizza direttamente (\texttt{\small 2})
6731 \func{cap\_get\_proc} per ottenere lo stato delle capacità del processo, nel
6732 secondo (\texttt{\small 7--14}) prima si inizializza (\texttt{\small 8}) uno
6733 stato vuoto e poi (\texttt{\small 9}) si legge il valore delle capacità del
6736 Il passo successivo è utilizzare (\texttt{\small 16}) \func{cap\_to\_text} per
6737 tradurre in una stringa lo stato, e poi (\texttt{\small 17}) stamparlo; infine
6738 (\texttt{\small 19--20}) si libera la memoria allocata dalle precedenti
6739 funzioni con \func{cap\_free} per poi ritornare dal ciclo principale della
6742 \itindend{capabilities}
6744 % TODO vedi http://lwn.net/Articles/198557/ e
6745 % http://www.madore.org/~david/linux/newcaps/
6749 \subsection{La gestione dei {chroot}}
6750 \label{sec:file_chroot}
6752 % TODO introdurre nuova sezione sulle funzionalità di sicurezza avanzate, con
6753 % dentro chroot SELinux e AppArmor, Tomoyo, Smack, cgroup o che altro ???
6755 % inserire setns (introdotta con il 3.0, vedi http://lwn.net/Articles/407495/)
6756 % e le funzionalità di isolamento dei container
6758 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
6759 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
6760 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
6763 % TODO riferimenti ai bind mount, link simbolici ecc.
6765 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una
6766 directory di lavoro, ha anche una directory \textsl{radice}\footnote{entrambe
6767 sono contenute in due campi (rispettivamente \var{pwd} e \var{root}) di
6768 \struct{fs\_struct}; vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} che, pur essendo
6769 di norma corrispondente alla radice dell'albero di file e directory come visto
6770 dal kernel (ed illustrato in sez.~\ref{sec:file_pathname}), ha per il processo
6771 il significato specifico di directory rispetto alla quale vengono risolti i
6772 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluti.\footnote{cioè quando
6773 un processo chiede la risoluzione di un \textit{pathname}, il kernel usa
6774 sempre questa directory come punto di partenza.} Il fatto che questo valore
6775 sia specificato per ogni processo apre allora la possibilità di modificare le
6776 modalità di risoluzione dei \textit{pathname} assoluti da parte di un processo
6777 cambiando questa directory, così come si fa coi
6778 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi cambiando la directory
6781 Normalmente la directory radice di un processo coincide anche con la radice
6782 del filesystem usata dal kernel, e dato che il suo valore viene ereditato dal
6783 padre da ogni processo figlio, in generale i processi risolvono i
6784 \itindsub{pathname}{assoluto} \textit{pathname} assoluti a partire sempre
6785 dalla stessa directory, che corrisponde alla radice del sistema.
6787 In certe situazioni però è utile poter impedire che un processo possa accedere
6788 a tutto il filesystem; per far questo si può cambiare la sua directory radice
6789 con la funzione \funcd{chroot}, il cui prototipo è:
6790 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
6791 Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
6794 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
6795 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
6797 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo del processo non è zero.
6799 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
6800 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
6801 \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
6803 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
6804 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni
6805 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluto usato dalle funzioni
6806 chiamate nel processo sarà risolto a partire da essa, rendendo impossibile
6807 accedere alla parte di albero sovrastante. Si ha così quella che viene
6808 chiamata una \textit{chroot jail}, in quanto il processo non può più accedere
6809 a file al di fuori della sezione di albero in cui è stato
6810 \textsl{imprigionato}.
6812 Solo un processo con i privilegi di amministratore può usare questa funzione,
6813 e la nuova radice, per quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_fork}, sarà ereditata
6814 da tutti i suoi processi figli. Si tenga presente però che la funzione non
6815 cambia la directory di lavoro, che potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot
6818 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
6819 si cedono i privilegi di root. Infatti se per un qualche motivo il processo
6820 resta con la directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail}, potrà
6821 comunque accedere a tutto il resto del filesystem usando
6822 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi, i quali, partendo
6823 dalla directory di lavoro che è fuori della \textit{chroot jail}, potranno
6824 (con l'uso di ``\texttt{..}'') risalire fino alla radice effettiva del
6827 Ma se ad un processo restano i privilegi di amministratore esso potrà comunque
6828 portare la sua directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail} in cui si
6829 trova. Basta infatti creare una nuova \textit{chroot jail} con l'uso di
6830 \func{chroot} su una qualunque directory contenuta nell'attuale directory di
6831 lavoro. Per questo motivo l'uso di questa funzione non ha molto senso quando
6832 un processo necessita dei privilegi di root per le sue normali operazioni.
6834 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server FTP anonimo, in
6835 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
6836 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
6837 contiene i file. Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
6838 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
6839 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
6844 % TODO: trattare la funzione setns e i namespace file descriptors (vedi
6845 % http://lwn.net/Articles/407495/) introdotti con il kernel 3.0
6847 % TODO: spostare chroot e le funzioni affini relative ai container da qualche
6848 % parte diversa se è il caso.
6850 % LocalWords: sez like filesystem unlink MacOS Windows VMS inode kernel unistd
6851 % LocalWords: int const char oldpath newpath errno EXDEV EPERM st Smack SysV
6852 % LocalWords: EEXIST EMLINK EACCES ENAMETOOLONG ENOTDIR EFAULT ENOMEM EROFS ls
6853 % LocalWords: ELOOP ENOSPC EIO pathname nlink stat vfat fsck EISDIR ENOENT cap
6854 % LocalWords: POSIX socket fifo sticky root system call count crash init linux
6855 % LocalWords: descriptor remove rename rmdir stdio glibc libc NFS DT obj dup
6856 % LocalWords: ENOTEMPTY EBUSY mount point EINVAL soft symbolic tab symlink fig
6857 % LocalWords: dangling access chdir chmod chown creat exec lchown lstat mkdir
6858 % LocalWords: mkfifo mknod opendir pathconf readlink truncate path buff size
6859 % LocalWords: grub bootloader grep MAXSYMLINKS cat VFS sys dirname fcntl tv Py
6860 % LocalWords: dev umask IFREG IFBLK IFCHR IFIFO SVr sgid BSD SVID NULL from to
6861 % LocalWords: stream dirent EMFILE ENFILE dirfd SOURCE fchdir readdir struct
6862 % LocalWords: EBADF namlen HAVE thread entry result value argument fileno ext
6863 % LocalWords: name TYPE OFF RECLEN UNKNOWN REG SOCK CHR BLK type IFTODT DTTOIF
6864 % LocalWords: DTYPE off reclen seekdir telldir void rewinddir closedir select
6865 % LocalWords: namelist compar malloc qsort alphasort versionsort strcoll myls
6866 % LocalWords: strcmp DirScan direntry while current working home shell pwd get
6867 % LocalWords: getcwd ERANGE getwd change fd race condition tmpnam getfacl mark
6868 % LocalWords: string tmpdir TMP tempnam pfx TMPNAME suid tmp EXCL tmpfile pid
6869 % LocalWords: EINTR mktemp mkstemp stlib template filename XXXXXX OpenBSD buf
6870 % LocalWords: mkdtemp fstat filedes nell'header padding ISREG ISDIR ISCHR IFMT
6871 % LocalWords: ISBLK ISFIFO ISLNK ISSOCK IFSOCK IFLNK IFDIR ISUID UID ISGID GID
6872 % LocalWords: ISVTX IRUSR IWUSR IXUSR IRGRP IWGRP IXGRP IROTH IWOTH IXOTH OLD
6873 % LocalWords: blocks blksize holes lseek TRUNC ftruncate ETXTBSY length QCMD
6874 % LocalWords: hole atime read utime mtime write ctime modification leafnode cp
6875 % LocalWords: make fchmod fchown utimbuf times actime modtime Mac owner uid fs
6876 % LocalWords: gid Control List patch mandatory control execute group other all
6877 % LocalWords: effective passwd IGID locking swap saved text IRWXU IRWXG subcmd
6878 % LocalWords: IRWXO capability FSETID mask capabilities chroot jail QUOTAOFF
6879 % LocalWords: FTP filter Attributes Solaris FreeBSD libacl hash at dqblk SYNC
6880 % LocalWords: XFS SELinux namespace attribute security trusted Draft Modules
6881 % LocalWords: attributes mime ADMIN FOWNER libattr lattr getxattr lgetxattr of
6882 % LocalWords: fgetxattr attr ssize ENOATTR ENOTSUP NUL setxattr lsetxattr list
6883 % LocalWords: fsetxattr flags XATTR REPLACE listxattr llistxattr flistxattr by
6884 % LocalWords: removexattr lremovexattr fremovexattr attributename acl GETINFO
6885 % LocalWords: OBJ setfacl len any prefix separator options NUMERIC IDS SMART
6886 % LocalWords: INDENT major number IDE Documentation makedev proc copy LNK long
6887 % LocalWords: euidaccess eaccess delete def tag qualifier permset calendar NOW
6888 % LocalWords: mutt noatime relatime strictatime atim nsec mtim ctim atimensec
6889 % LocalWords: mtimensec utimes timeval futimes lutimes ENOSYS futimens OMIT PR
6890 % LocalWords: utimensat timespec sec futimesat LIDS DAC OVERRIDE SEARCH chattr
6891 % LocalWords: Discrectionary KILL SETGID domain SETUID setuid setreuid SETPCAP
6892 % LocalWords: setresuid setfsuid IMMUTABLE immutable append only BIND SERVICE
6893 % LocalWords: BROADCAST broadcast multicast multicasting RAW PACKET IPC LOCK
6894 % LocalWords: memory mlock mlockall shmctl mmap MODULE RAWIO ioperm iopl PACCT
6895 % LocalWords: ptrace accounting NICE RESOURCE TTY CONFIG hangup vhangup dell'
6896 % LocalWords: LEASE lease SETFCAP AUDIT permitted inherited inheritable AND nn
6897 % LocalWords: bounding execve fork capget capset header hdrp datap ESRCH undef
6898 % LocalWords: version libcap lcap clear ncap caps pag capgetp CapInh CapPrm RT
6899 % LocalWords: fffffeff CapEff getcap scheduling lookup dqinfo SETINFO GETFMT
6900 % LocalWords: NEWNS unshare nice NUMA ioctl journaling close XOPEN fdopendir
6901 % LocalWords: btrfs mkostemp extN ReiserFS JFS Posix usrquota grpquota EDQUOT
6902 % LocalWords: aquota quotacheck limit grace period quotactl cmd caddr addr dqb
6903 % LocalWords: QUOTAON ENODEV ENOPKG ENOTBLK GETQUOTA SETQUOTA SETUSE SETQLIM
6904 % LocalWords: forced allowed sendmail SYSLOG WAKE ALARM CLOCK BOOTTIME dqstats
6905 % LocalWords: REALTIME securebits GETSTATS QFMT curspace curinodes btime itime
6906 % LocalWords: QIF BLIMITS bhardlimit bsoftlimit ILIMITS ihardlimit isoftlimit
6907 % LocalWords: INODES LIMITS USAGE valid dqi IIF BGRACE bgrace IGRACE igrace is
6908 % LocalWords: Python Truelite Srl quotamodule Repository who nell' dall' KEEP
6909 % LocalWords: SECURE KEEPCAPS prctl FIXUP NOROOT LOCKED dell'IPC dell'I IOPRIO
6910 % LocalWords: CAPBSET CLASS IDLE dcookie overflow DIFFERS Virtual everything
6911 % LocalWords: dentry register resolution cache dcache operation llseek poll
6912 % LocalWords: multiplexing fsync fasync seek block superblock gapil tex img
6913 % LocalWords: second linked journaled source filesystemtype unsigned device
6914 % LocalWords: mountflags NODEV ENXIO dummy devfs magic MGC RDONLY NOSUID MOVE
6915 % LocalWords: NOEXEC SYNCHRONOUS REMOUNT MANDLOCK NODIRATIME umount MNT statfs
6916 % LocalWords: fstatfs fstab mntent ino bound orig new setpcap metadati sysfs
6918 %%% Local Variables:
6920 %%% TeX-master: "gapil"