+file e directory, iniziando da un approfondimento dell'architettura del
+sistema illustrata a grandi linee in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} ed
+illustrando le principali caratteristiche di un filesystem e le interfacce
+che consentono di controllarne il montaggio e lo smontaggio.
+
+Esamineremo poi le funzioni di libreria che si usano per copiare, spostare e
+cambiare i nomi di file e directory e l'interfaccia che permette la
+manipolazione dei loro attributi. Tratteremo inoltre la struttura di base del
+sistema delle protezioni e del controllo dell'accesso ai file e le successive
+estensioni (\textit{Extended Attributes}, ACL, quote disco,
+\textit{capabilities}). Tutto quello che riguarda invece la gestione dell'I/O
+sui file è lasciato al capitolo successivo.
+
+
+
+\section{L'architettura della gestione dei file}
+\label{sec:file_arch_func}
+
+In questa sezione tratteremo con maggiori dettagli rispetto a quanto visto in
+sez.~\ref{sec:file_arch_overview} il \textit{Virtual File System} di Linux e
+come il kernel può gestire diversi tipi di filesystem, descrivendo prima le
+caratteristiche generali di un filesystem di un sistema unix-like, per poi
+fare una panoramica sul filesystem più usato con Linux, l'\acr{ext2} ed i suoi
+successori.
+
+
+\subsection{Il funzionamento del \textit{Virtual File System} di Linux}
+\label{sec:file_vfs_work}
+
+% NOTE articolo interessante:
+% http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-virtual-filesystem-switch/index.html?ca=dgr-lnxw97Linux-VFSdth-LXdW&S_TACT=105AGX59&S_CMP=GRlnxw97
+
+\itindbeg{Virtual~File~System}
+
+Come illustrato brevemente in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} in Linux il
+concetto di \textit{everything is a file} è stato implementato attraverso il
+\textit{Virtual File System}, la cui struttura generale è illustrata in
+fig.~\ref{fig:file_VFS_scheme}. Il VFS definisce un insieme di funzioni che
+tutti i filesystem devono implementare per l'accesso ai file che contengono e
+l'interfaccia che consente di eseguire l'I/O sui file, che questi siano di
+dati o dispositivi.
+
+\itindbeg{inode}
+
+L'interfaccia fornita dal VFS comprende in sostanza tutte le funzioni che
+riguardano i file, le operazioni implementate dal VFS sono realizzate con una
+astrazione che prevede quattro tipi di oggetti strettamente correlati: i
+filesystem, le \textit{dentry}, gli \textit{inode} ed i file. A questi oggetti
+corrispondono una serie di apposite strutture definite dal kernel che
+contengono come campi le funzioni di gestione e realizzano l'infrastruttura
+del VFS. L'interfaccia è molto complessa, ne faremo pertanto una trattazione
+estremamente semplificata che consenta di comprenderne i principi
+di funzionamento.
+
+Il VFS usa una tabella mantenuta dal kernel che contiene il nome di ciascun
+filesystem supportato, quando si vuole inserire il supporto di un nuovo
+filesystem tutto quello che occorre è chiamare la funzione
+\code{register\_filesystem} passando come argomento la struttura
+\kstruct{file\_system\_type} (la cui definizione è riportata in
+fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type}) relativa a quel filesystem. Questa
+verrà inserita nella tabella, ed il nuovo filesystem comparirà in
+\procfile{/proc/filesystems}.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{\textwidth}
+ \includestruct{listati/file_system_type.h}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Estratto della struttura \kstructd{file\_system\_type} usata dal
+ VFS (da \texttt{include/linux/fs.h}).}
+ \label{fig:kstruct_file_system_type}
+\end{figure}
+
+La struttura \kstruct{file\_system\_type}, oltre ad una serie di dati interni,
+come il nome del tipo di filesystem nel campo \var{name},\footnote{quello che
+ viene riportato in \procfile{/proc/filesystems} e che viene usato come
+ valore del parametro dell'opzione \texttt{-t} del comando \texttt{mount} che
+ indica il tipo di filesystem.} contiene i riferimenti alle funzioni di base
+che consentono l'utilizzo di quel filesystem. In particolare la funzione
+\code{mount} del quarto campo è quella che verrà invocata tutte le volte che
+si dovrà effettuare il montaggio di un filesystem di quel tipo. Per ogni nuovo
+filesystem si dovrà allocare una di queste strutture ed inizializzare i
+relativi campi con i dati specifici di quel filesystem, ed in particolare si
+dovrà creare anche la relativa versione della funzione \code{mount}.
+
+\itindbeg{pathname}
+
+Come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type} questa funzione
+restituisce una \textit{dentry}, abbreviazione che sta per \textit{directory
+ entry}. Le \textit{dentry} sono gli oggetti che il kernel usa per eseguire
+la \textit{pathname resolution}, ciascuna di esse corrisponde ad un
+\textit{pathname} e contiene il riferimento ad un \textit{inode}, che come
+vedremo a breve è l'oggetto usato dal kernel per identificare un un
+file.\footnote{in questo caso si parla di file come di un qualunque oggetto
+ generico che sta sul filesystem e non dell'oggetto file del VFS cui
+ accennavamo prima.} La \textit{dentry} ottenuta dalla chiamata alla funzione
+\code{mount} sarà inserita in corrispondenza al \textit{pathname} della
+directory in cui il filesystem è stato montato.
+
+% NOTA: struct dentry è dichiarata in include/linux/dcache.h
+
+Le \textit{dentry} sono oggetti del VFS che vivono esclusivamente in memoria,
+nella cosiddetta \textit{directory entry cache} (spesso chiamata in breve
+\textit{dcache}). Ogni volta che una \textit{system call} specifica un
+\textit{pathname} viene effettuata una ricerca nella \textit{dcache} per
+ottenere immediatamente la \textit{dentry} corrispondente,\footnote{il buon
+ funzionamento della \textit{dcache} è in effetti di una delle parti più
+ critiche per le prestazioni del sistema.} che a sua volta ci darà, tramite
+l'\textit{inode}, il riferimento al file.
+
+Dato che normalmente non è possibile mantenere nella \textit{dcache} le
+informazioni relative a tutto l'albero dei file la procedura della
+\textit{pathname resolution} richiede un meccanismo con cui riempire gli
+eventuali vuoti. Il meccanismo prevede che tutte le volte che si arriva ad una
+\textit{dentry} mancante venga invocata la funzione \texttt{lookup}
+dell'\textit{inode} associato alla \textit{dentry} precedente nella
+risoluzione del \textit{pathname},\footnote{che a questo punto è una
+ directory, per cui si può cercare al suo interno il nome di un file.} il cui
+scopo è risolvere il nome mancante e fornire la sua \textit{dentry} che a
+questo punto verrà inserita nella cache.
+
+Dato che tutte le volte che si monta un filesystem la funzione \texttt{mount}
+della corrispondente \kstruct{file\_system\_type} inserisce la \textit{dentry}
+iniziale nel \itindex{mount~point} \textit{mount point} dello stesso si avrà
+comunque un punto di partenza. Inoltre essendo questa \textit{dentry} relativa
+a quel tipo di filesystem essa farà riferimento ad un \textit{inode} di quel
+filesystem, e come vedremo questo farà sì che venga eseguita una
+\texttt{lookup} adatta per effettuare la risoluzione dei nomi per quel
+filesystem.
+
+\itindend{pathname}
+
+% Un secondo effetto della chiamata funzione \texttt{mount} di
+% \kstruct{file\_system\_type} è quello di allocare una struttura
+% \kstruct{super\_block} per ciascuna istanza montata, che contiene le
+% informazioni generali di un qualunque filesystem montato, come le opzioni di
+% montaggio, le dimensioni dei blocchi, quando il filesystem è stato montato
+% ecc. Fra queste però viene pure inserta, nel campo \var{s\_op}, una ulteriore
+% struttura \kstruct{super\_operations}, il cui contenuto sono i puntatori
+% alle funzioni di gestione di un filesystem, anche inizializzata in modo da
+% utilizzare le versioni specifiche di quel filesystem.
+
+L'oggetto più importante per il funzionamento del VFS è probabilmente
+l'\textit{inode}, ma con questo nome si può fare riferimento a due cose
+diverse. La prima è la struttura su disco (su cui torneremo anche in
+sez.~\ref{sec:file_filesystem}) che fa parte della organizzazione dei dati
+realizzata dal filesystem e che contiene le informazioni relative alle
+proprietà (i cosiddetti \textsl{metadati}) di ogni oggetto presente su di esso
+(si intende al solito uno qualunque dei tipi di file di
+tab.~\ref{tab:file_file_types}).
+
+La seconda è la corrispondente struttura \kstruct{inode}, della cui
+definizione si è riportato un estratto in
+fig.~\ref{fig:kstruct_inode}.\footnote{l'estratto fa riferimento alla versione
+ del kernel 2.6.37.} Questa struttura viene mantenuta in memoria ed è a
+questa che facevamo riferimento quando parlavamo dell'\textit{inode} associato
+a ciascuna \textit{dentry}. Nella struttura in memoria sono presenti gli
+stessi \textsl{metadati} memorizzati su disco, che vengono letti quando questa
+struttura viene allocata e trascritti all'indietro se modificati.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{\textwidth}
+ \includestruct{listati/inode.h}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Estratto della struttura \kstructd{inode} del kernel (da
+ \texttt{include/linux/fs.h}).}
+ \label{fig:kstruct_inode}
+\end{figure}
+
+Il fatto che la struttura \kstruct{inode} sia mantenuta in memoria,
+direttamente associata ad una \textit{dentry}, rende sostanzialmente immediate
+le operazioni che devono semplicemente effettuare un accesso ai dati in essa
+contenuti: è così ad esempio che viene realizzata la \textit{system call}
+\func{stat} che vedremo in sez.~\ref{sec:file_stat}. Rispetto ai dati salvati
+sul disco questa struttura contiene però anche quanto necessario alla
+implementazione del VFS, ed in particolare è importante il campo \var{i\_op}
+che, come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_inode}, contiene il puntatore ad
+una struttura di tipo \kstruct{inode\_operation}, la cui definizione si può
+trovare nel file \texttt{include/kernel/fs.h} dei sorgenti del kernel.
+
+Questa struttura non è altro che una tabella di funzioni, ogni suo membro cioè
+è un puntatore ad una funzione e, come suggerisce il nome della struttura
+stessa, queste funzioni sono quelle che definiscono le operazioni che il VFS
+può compiere su un \textit{inode}. Si sono riportate in
+tab.~\ref{tab:file_inode_operations} le più rilevanti.
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|l|}
+ \hline
+ \textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
+ \hline
+ \hline
+ \textsl{\code{create}} & Chiamata per creare un nuovo file (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_open}).\\
+ \textsl{\code{link}} & Crea un \textit{hard link} (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_link}).\\
+ \textsl{\code{unlink}} & Cancella un \textit{hard link} (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_link}).\\
+ \textsl{\code{symlink}}& Crea un link simbolico (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_symlink}).\\
+ \textsl{\code{mkdir}} & Crea una directory (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).\\
+ \textsl{\code{rmdir}} & Rimuove una directory (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).\\
+ \textsl{\code{mknod}} & Crea un file speciale (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_mknod}).\\
+ \textsl{\code{rename}} & Cambia il nome di un file (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_remove}).\\
+ \textsl{\code{lookup}}& Risolve il nome di un file.\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Le principali operazioni sugli \textit{inode} definite tramite
+ \kstruct{inode\_operation}.}
+ \label{tab:file_inode_operations}
+\end{table}
+
+Possiamo notare come molte di queste funzioni abbiano nomi sostanzialmente
+identici alle varie \textit{system call} con le quali si gestiscono file e
+directory, che tratteremo nel resto del capitolo. Quello che succede è che
+tutte le volte che deve essere eseguita una \textit{system call}, o una
+qualunque altra operazione su un \textit{inode} (come \texttt{lookup}) il VFS
+andrà ad utilizzare la funzione corrispondente attraverso il puntatore
+\var{i\_op}.
+
+Sarà allora sufficiente che nella realizzazione di un filesystem si crei una
+implementazione di queste funzioni per quel filesystem e si allochi una
+opportuna istanza di \kstruct{inode\_operation} contenente i puntatori a dette
+funzioni. A quel punto le strutture \kstruct{inode} usate per gli oggetti di
+quel filesystem otterranno il puntatore alla relativa istanza di
+\kstruct{inode\_operation} e verranno automaticamente usate le funzioni
+corrette.
+
+Si noti però come in tab.~\ref{tab:file_inode_operations} non sia presente la
+funzione \texttt{open} che invece è citata in
+tab.~\ref{tab:file_file_operations}.\footnote{essa può essere comunque
+ invocata dato che nella struttura \kstruct{inode} è presente anche il
+ puntatore \func{i\_fop} alla struttura \kstruct{file\_operation} che
+ fornisce detta funzione.} Questo avviene perché su Linux l'apertura di un
+file richiede comunque un'altra operazione che mette in gioco l'omonimo
+oggetto del VFS: l'allocazione di una struttura di tipo \kstruct{file} che
+viene associata ad ogni file aperto nel sistema.
+
+I motivi per cui viene usata una struttura a parte sono diversi, anzitutto,
+come illustrato in sez.~\ref{sec:file_fd}, questa è necessaria per le
+operazioni eseguite dai processi con l'interfaccia dei file descriptor; ogni
+processo infatti mantiene il riferimento ad una struttura \kstruct{file} per
+ogni file che ha aperto, ed è tramite essa che esegue le operazioni di I/O.
+
+Inoltre se le operazioni relative agli \textit{inode} fanno riferimento ad
+oggetti posti all'interno di un filesystem e vi si applicano quindi le
+funzioni fornite nell'implementazione di quest'ultimo, quando si apre un file
+questo può essere anche un file di dispositivo, ed in questo caso il VFS
+invece di usare le operazioni fornite dal filesystem (come farebbe per un file
+di dati) dovrà invece ricorrere a quelle fornite dal driver del dispositivo.
+
+\itindend{inode}
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{\textwidth}
+ \includestruct{listati/file.h}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Estratto della struttura \kstructd{file} del kernel (da
+ \texttt{include/linux/fs.h}).}
+ \label{fig:kstruct_file}
+\end{figure}
+
+Come si può notare dall'estratto di fig.~\ref{fig:kstruct_file}, la struttura
+\kstruct{file} contiene, oltre ad alcune informazioni usate dall'interfaccia
+dei file descriptor il cui significato emergerà più avanti, il puntatore
+\struct{f\_op} ad una struttura \kstruct{file\_operation}. Questa è l'analoga
+per i file di \kstruct{inode\_operation}, e definisce le operazioni generiche
+fornite dal VFS per i file. Si sono riportate in
+tab.~\ref{tab:file_file_operations} le più significative.
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
+ \hline
+ \hline
+ \textsl{\code{open}} & Apre il file (vedi sez.~\ref{sec:file_open}).\\
+ \textsl{\code{read}} & Legge dal file (vedi sez.~\ref{sec:file_read}).\\
+ \textsl{\code{write}} & Scrive sul file (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_write}).\\
+ \textsl{\code{llseek}} & Sposta la posizione corrente sul file (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_lseek}).\\
+ \textsl{\code{ioctl}} & Accede alle operazioni di controllo
+ (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}).\\
+ \textsl{\code{readdir}}& Legge il contenuto di una directory (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_dir_read}).\\
+ \textsl{\code{poll}} & Usata nell'I/O multiplexing (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_multiplexing}).\\
+ \textsl{\code{mmap}} & Mappa il file in memoria (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_memory_map}).\\
+ \textsl{\code{release}}& Chiamata quando l'ultimo riferimento a un file
+ aperto è chiuso.\\
+ \textsl{\code{fsync}} & Sincronizza il contenuto del file (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_sync}).\\
+ \textsl{\code{fasync}} & Abilita l'I/O asincrono (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) sul file.\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Operazioni sui file definite tramite \kstruct{file\_operation}.}
+ \label{tab:file_file_operations}
+\end{table}
+
+Anche in questo caso tutte le volte che deve essere eseguita una
+\textit{system call} o una qualunque altra operazione sul file il VFS andrà ad
+utilizzare la funzione corrispondente attraverso il puntatore
+\var{f\_op}. Dato che è cura del VFS quando crea la struttura all'apertura del
+file assegnare a \var{f\_op} il puntatore alla versione di
+\kstruct{file\_operation} corretta per quel file, sarà possibile scrivere allo
+stesso modo sulla porta seriale come su un normale file di dati, e lavorare
+sui file allo stesso modo indipendentemente dal filesystem.
+
+Il VFS realizza la quasi totalità delle operazioni relative ai file grazie
+alle funzioni presenti nelle due strutture \kstruct{inode\_operation} e
+\kstruct{file\_operation}. Ovviamente non è detto che tutte le operazioni
+possibili siano poi disponibili in tutti i casi, ad esempio \code{llseek} non
+sarà presente per un dispositivo come la porta seriale o per una fifo, mentre
+sui file del filesystem \texttt{vfat} non saranno disponibili i permessi, ma
+resta il fatto che grazie al VFS le \textit{system call} per le operazioni sui
+file possono restare sempre le stesse nonostante le enormi differenze che
+possono esserci negli oggetti a cui si applicano.
+
+
+\itindend{Virtual~File~System}
+
+% NOTE: documentazione interessante:
+% * sorgenti del kernel: Documentation/filesystems/vfs.txt
+% * http://thecoffeedesk.com/geocities/rkfs.html
+% * http://www.linux.it/~rubini/docs/vfs/vfs.html
+
+
+
+\subsection{Il funzionamento di un filesystem Unix}
+\label{sec:file_filesystem}
+
+Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} Linux (ed ogni sistema
+unix-like) organizza i dati che tiene su disco attraverso l'uso di un
+filesystem. Una delle caratteristiche di Linux rispetto agli altri Unix è
+quella di poter supportare, grazie al VFS, una enorme quantità di filesystem
+diversi, ognuno dei quali avrà una sua particolare struttura e funzionalità
+proprie. Per questo non entreremo nei dettagli di un filesystem specifico, ma
+daremo una descrizione a grandi linee che si adatta alle caratteristiche
+comuni di qualunque filesystem di un sistema unix-like.
+
+Una possibile strutturazione dell'informazione su un disco è riportata in
+fig.~\ref{fig:file_disk_filesys}, dove si hanno tre filesystem su tre
+partizioni. In essa per semplicità si è fatto riferimento alla struttura del
+filesystem \acr{ext2}, che prevede una suddivisione dei dati in \textit{block
+ group}. All'interno di ciascun \textit{block group} viene anzitutto
+replicato il cosiddetto \textit{superblock}, (la struttura che contiene
+l'indice iniziale del filesystem e che consente di accedere a tutti i dati
+sottostanti) e creata una opportuna suddivisione dei dati e delle informazioni
+per accedere agli stessi. Sulle caratteristiche di \acr{ext2} e derivati
+torneremo in sez.~\ref{sec:file_ext2}.
+
+\itindbeg{inode}
+
+È comunque caratteristica comune di tutti i filesystem per Unix,
+indipendentemente da come poi viene strutturata nei dettagli questa
+informazione, prevedere la presenza di due tipi di risorse: gli
+\textit{inode}, cui abbiamo già accennato in sez.~\ref{sec:file_vfs_work}, che
+sono le strutture che identificano i singoli oggetti sul filesystem, e i
+blocchi, che invece attengono allo spazio disco che viene messo a disposizione
+per i dati in essi contenuti.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \centering
+ \includegraphics[width=12cm]{img/disk_struct}
+ \caption{Organizzazione dello spazio su un disco in partizioni e
+ filesystem.}
+ \label{fig:file_disk_filesys}
+\end{figure}
+
+Se si va ad esaminare con maggiore dettaglio la strutturazione
+dell'informazione all'interno del filesystem \textsl{ext2}, tralasciando i
+dettagli relativi al funzionamento del filesystem stesso come la
+strutturazione in gruppi dei blocchi, il \textit{superblock} e tutti i dati di
+gestione possiamo esemplificare la situazione con uno schema come quello
+esposto in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \centering
+ \includegraphics[width=12cm]{img/filesys_struct}
+ \caption{Strutturazione dei dati all'interno di un filesystem.}
+ \label{fig:file_filesys_detail}
+\end{figure}
+
+Da fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} si evidenziano alcune delle
+caratteristiche di base di un filesystem, che restano le stesse anche su
+filesystem la cui organizzazione dei dati è totalmente diversa da quella
+illustrata, e sulle quali è bene porre attenzione visto che sono fondamentali
+per capire il funzionamento delle funzioni che manipolano i file e le
+directory che tratteremo nel prosieguo del capitolo. In particolare è
+opportuno tenere sempre presente che:
+
+
+\begin{enumerate}
+
+\item L'\textit{inode} contiene i cosiddetti \textsl{metadati}, vale dire le
+ informazioni riguardanti le proprietà del file come oggetto del filesystem:
+ il tipo di file, i permessi di accesso, le dimensioni, i puntatori ai
+ blocchi fisici che contengono i dati e così via. Le informazioni che la
+ funzione \func{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}) fornisce provengono
+ dall'\textit{inode}. Dentro una directory si troverà solo il nome del file
+ e il numero dell'\textit{inode} ad esso associato; il nome non è una
+ proprietà del file e non viene mantenuto nell'\textit{inode}. Da da qui in
+ poi chiameremo il nome del file contenuto in una directory
+ ``\textsl{voce}'', come traduzione della nomenclatura inglese
+ \textit{directory entry} che non useremo per evitare confusione con le
+ \textit{dentry} del kernel viste in sez.~\ref{sec:file_vfs_work}.
+
+\item Come mostrato in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} per i file
+ \texttt{macro.tex} e \texttt{gapil\_macro.tex}, ci possono avere più voci
+ che fanno riferimento allo stesso \textit{inode}. Fra le proprietà di un
+ file mantenute nell'\textit{inode} c'è anche il contatore con il numero di
+ riferimenti che sono stati fatti ad esso, il cosiddetto \textit{link
+ count}.\footnote{mantenuto anche nel campo \var{i\_nlink} della struttura
+ \kstruct{inode} di fig.~\ref{fig:kstruct_inode}.} Solo quando questo
+ contatore si annulla i dati del file possono essere effettivamente rimossi
+ dal disco. Per questo la funzione per cancellare un file si chiama
+ \func{unlink} (vedi sez.~\ref{sec:file_link}), ed in realtà non cancella
+ affatto i dati del file, ma si limita ad eliminare la relativa voce da una
+ directory e decrementare il numero di riferimenti nell'\textit{inode}.
+
+\item All'interno di ogni filesystem ogni \textit{inode} è identificato da un
+ numero univoco. Il numero di \textit{inode} associato ad una voce in una
+ directory si riferisce ad questo numero e non ci può essere una directory
+ che contiene riferimenti ad \textit{inode} relativi ad altri filesystem.
+ Questa è la ragione che limita l'uso del comando \cmd{ln}, che crea una
+ nuova voce per un file esistente con la funzione \func{link} (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_link}) a file nel filesystem corrente.
+
+\item Quando si cambia nome ad un file senza cambiare filesystem il contenuto
+ del file non viene spostato fisicamente, viene semplicemente creata una
+ nuova voce per l'\textit{inode} in questione e rimossa la precedente, questa
+ è la modalità in cui opera normalmente il comando \cmd{mv} attraverso la
+ funzione \func{rename} (vedi sez.~\ref{sec:file_remove}). Questa operazione
+ non modifica minimamente neanche l'\textit{inode} del file, dato che non si
+ opera sul file ma sulla directory che lo contiene.
+
+\item Gli \textit{inode} dei file, che contengono i \textsl{metadati}, ed i
+ blocchi di spazio disco, che contengono i dati, sono risorse indipendenti ed
+ in genere vengono gestite come tali anche dai diversi filesystem; è pertanto
+ possibile esaurire sia lo spazio disco (il caso più comune) che lo spazio
+ per gli \textit{inode}. Nel primo caso non sarà possibile allocare ulteriore
+ spazio, ma si potranno creare file (vuoti), nel secondo non si potranno
+ creare nuovi file, ma si potranno estendere quelli che ci
+ sono.\footnote{questo comportamento non è generale, alcuni filesystem
+ evoluti possono evitare il problema dell'esaurimento degli \textit{inode}
+ riallocando lo spazio disco libero per i blocchi.}
+
+\end{enumerate}
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \centering
+ \includegraphics[width=12cm]{img/dir_links}
+ \caption{Organizzazione dei \textit{link} per le directory.}
+ \label{fig:file_dirs_link}
+\end{figure}
+
+Infine tenga presente che, essendo file pure loro, il numero di riferimenti
+esiste anche per le directory. Per questo se a partire dalla situazione
+mostrata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} creiamo una nuova directory
+\file{img} nella directory \file{gapil}, avremo una situazione come quella
+illustrata in fig.~\ref{fig:file_dirs_link}.
+
+La nuova directory avrà un numero di riferimenti pari a due, in quanto è
+referenziata dalla directory da cui si era partiti (in cui è inserita la nuova
+voce che fa riferimento a \texttt{img}) e dalla voce interna ``\texttt{.}''
+che è presente in ogni directory. Questo è il valore che si troverà sempre
+per ogni directory che non contenga a sua volta altre directory. Al contempo,
+la directory da cui si era partiti avrà un numero di riferimenti di almeno
+tre, in quanto adesso sarà referenziata anche dalla voce ``\texttt{..}'' di
+\texttt{img}. L'aggiunta di una sottodirectory fa cioè crescere di uno il
+\textit{link count} della directory genitrice.
+
+\itindend{inode}
+
+
+\subsection{Alcuni dettagli sul filesystem \textsl{ext2} e successori}
+\label{sec:file_ext2}
+
+
+Benché non esista ``il'' filesystem di Linux, dato che esiste un supporto
+nativo di diversi filesystem che sono in uso da anni, quello che gli avvicina
+di più è la famiglia di filesystem evolutasi a partire dal \textit{second
+ extended filesystem}, o \acr{ext2}. Il filesystem \acr{ext2} ha subito un
+grande sviluppo e diverse evoluzioni, fra cui l'aggiunta del
+\textit{journaling} con \acr{ext3}, probabilmente ancora il filesystem più
+diffuso, ed una serie di ulteriori miglioramento con il successivo \acr{ext4},
+che sta iniziando a sostituirlo gradualmente. In futuro è previsto che questo
+debba essere sostituito da un filesystem completamente diverso, \acr{btrfs},
+che dovrebbe diventare il filesystem standard di Linux, ma questo al momento è
+ancora in fase di sviluppo.\footnote{si fa riferimento al momento dell'ultima
+ revisione di di questo paragrafo, l'inizio del 2012.}
+
+Il filesystem \acr{ext2} nasce come filesystem nativo per Linux a partire
+dalle prime versioni del kernel e supporta tutte le caratteristiche di un
+filesystem standard Unix: è in grado di gestire nomi di file lunghi (256
+caratteri, estensibili a 1012) e supporta una dimensione massima dei file fino
+a 4~Tb. I successivi filesystem \acr{ext3} ed \acr{ext4} sono evoluzioni di
+questo filesystem, e sia pure con molti miglioramenti ed estensioni
+significative ne mantengono le caratteristiche fondamentali.
+
+Oltre alle caratteristiche standard, \acr{ext2} fornisce alcune estensioni che
+non sono presenti su un classico filesystem di tipo Unix; le principali sono
+le seguenti:
+\begin{itemize}
+\item i \textit{file attributes} consentono di modificare il comportamento del
+ kernel quando agisce su gruppi di file. Possono essere impostati su file e
+ directory e in quest'ultimo caso i nuovi file creati nella directory
+ ereditano i suoi attributi.
+\item sono supportate entrambe le semantiche di BSD e SVr4 come opzioni di
+ montaggio. La semantica BSD comporta che i file in una directory sono creati
+ con lo stesso identificatore di gruppo della directory che li contiene. La
+ semantica SVr4 comporta che i file vengono creati con l'identificatore del
+ gruppo primario del processo, eccetto il caso in cui la directory ha il bit
+ di \acr{sgid} impostato (per una descrizione dettagliata del significato di
+ questi termini si veda sez.~\ref{sec:file_access_control}), nel qual caso
+ file e subdirectory ereditano sia il \ids{GID} che lo \acr{sgid}.
+\item l'amministratore può scegliere la dimensione dei blocchi del filesystem
+ in fase di creazione, a seconda delle sue esigenze: blocchi più grandi
+ permettono un accesso più veloce, ma sprecano più spazio disco.
+\item il filesystem implementa link simbolici veloci, in cui il nome del file
+ non è salvato su un blocco, ma tenuto all'interno \itindex{inode}
+ dell'\textit{inode} (evitando letture multiple e spreco di spazio), non
+ tutti i nomi però possono essere gestiti così per limiti di spazio (il
+ limite è 60 caratteri).
+\item vengono supportati i file immutabili (che possono solo essere letti) per
+ la protezione di file di configurazione sensibili, o file
+ \textit{append-only} che possono essere aperti in scrittura solo per
+ aggiungere dati (caratteristica utilizzabile per la protezione dei file di
+ log).
+\end{itemize}
+
+La struttura di \acr{ext2} è stata ispirata a quella del filesystem di BSD: un
+filesystem è composto da un insieme di blocchi, la struttura generale è quella
+riportata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}, in cui la partizione è divisa
+in gruppi di blocchi.
+
+Ciascun gruppo di blocchi contiene una copia delle informazioni essenziali del
+filesystem (i \textit{superblock} sono quindi ridondati) per una maggiore
+affidabilità e possibilità di recupero in caso di corruzione del
+\textit{superblock} principale. L'utilizzo di raggruppamenti di blocchi ha
+inoltre degli effetti positivi nelle prestazioni dato che viene ridotta la
+distanza fra i dati e la tabella degli \itindex{inode} inode.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \centering
+ \includegraphics[width=9cm]{img/dir_struct}
+ \caption{Struttura delle directory nel \textit{second extended filesystem}.}
+ \label{fig:file_ext2_dirs}
+\end{figure}
+
+Le directory sono implementate come una \itindex{linked~list} \textit{linked
+ list} con voci di dimensione variabile. Ciascuna voce della lista contiene
+il numero di inode \itindex{inode}, la sua lunghezza, il nome del file e la sua
+lunghezza, secondo lo schema in fig.~\ref{fig:file_ext2_dirs}; in questo modo
+è possibile implementare nomi per i file anche molto lunghi (fino a 1024
+caratteri) senza sprecare spazio disco.
+
+Con l'introduzione del filesystem \textit{ext3} sono state introdotte diverse
+modifiche strutturali, la principale di queste è quella che \textit{ext3} è un
+filesystem \textit{journaled}, è cioè in grado di eseguire una registrazione
+delle operazioni di scrittura su un giornale (uno speciale file interno) in
+modo da poter garantire il ripristino della coerenza dei dati del
+filesystem\footnote{si noti bene che si è parlato di dati \textsl{del}
+ filesystem, non di dati \textsl{nel} filesystem, quello di cui viene
+ garantito un veloce ripristino è relativo ai dati della struttura interna
+ del filesystem, non di eventuali dati contenuti nei file che potrebbero
+ essere stati persi.} in brevissimo tempo in caso di interruzione improvvisa
+della corrente o di crollo del sistema che abbia causato una interruzione
+della scrittura dei dati sul disco.
+
+Oltre a questo \textit{ext3} introduce ulteriori modifiche volte a migliorare
+sia le prestazioni che la semplicità di gestione del filesystem, in
+particolare per le directory si è passato all'uso di alberi binari con
+indicizzazione tramite hash al posto delle \textit{linked list} che abbiamo
+illustrato, ottenendo un forte guadagno di prestazioni in caso di directory
+contenenti un gran numero di file.
+
+% TODO portare a ext3, ext4 e btrfs ed illustrare le problematiche che si
+% possono incontrare (in particolare quelle relative alla perdita di contenuti
+% in caso di crash del sistema)
+
+
+\subsection{La gestione dell'uso dei filesystem}
+\label{sec:sys_file_config}
+
+Come accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} per poter accedere ai file
+occorre prima rendere disponibile al sistema il filesystem su cui essi sono
+memorizzati; l'operazione di attivazione del filesystem è chiamata
+\textsl{montaggio}, per far questo in Linux si usa la funzione \funcd{mount},
+il cui prototipo è:\footnote{la funzione è una versione specifica di Linux che
+ usa la omonima \textit{system call} e non è portabile.}
+
+\begin{funcproto}{
+\fhead{sys/mount.h}
+\fdecl{mount(const char *source, const char *target, const char
+ *filesystemtype, \\
+\phantom{mount(}unsigned long mountflags, const void *data)}
+\fdesc{Monta un filesystem.}
+}
+
+{La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
+ caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
+ \begin{errlist}
+ \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di accesso su uno dei
+ componenti del \itindex{pathname} \textit{pathname}, o si è cercato di
+ montare un filesystem disponibile in sola lettura senza aver specificato
+ \const{MS\_RDONLY} o il device \param{source} è su un filesystem montato
+ con l'opzione \const{MS\_NODEV}.
+ \item[\errcode{EBUSY}] \param{source} è già montato, o non può essere
+ rimontato in sola lettura perché ci sono ancora file aperti in scrittura,
+ o non può essere montato su \param{target} perché la directory è ancora in
+ uso.
+ \item[\errcode{EINVAL}] il dispositivo \param{source} presenta un
+ \textit{superblock} non valido, o si è cercato di rimontare un filesystem
+ non ancora montato, o di montarlo senza che \param{target} sia un
+ \itindex{mount~point} \textit{mount point} o di spostarlo
+ quando \param{target} non è un \itindex{mount~point} \textit{mount point}
+ o è la radice.
+ \item[\errcode{ELOOP}] si è cercato di spostare un \itindex{mount~point}
+ \textit{mount point} su una sottodirectory di \param{source} o si sono
+ incontrati troppi link simolici nella risoluzione di un nome.
+ \item[\errcode{EMFILE}] in caso di filesystem virtuale, la tabella dei
+ dispositivi fittizi (chiamati \textit{dummy} nella documentazione inglese)
+ è piena.
+ \item[\errcode{ENODEV}] il tipo \param{filesystemtype} non esiste o non è
+ configurato nel kernel.
+ \item[\errcode{ENOTBLK}] non si è usato un \textit{block device} per
+ \param{source} quando era richiesto.
+ \item[\errcode{ENXIO}] il \itindex{major~number} \textit{major number} del
+ dispositivo \param{source} è sbagliato.
+ \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
+ \end{errlist}
+ ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG},
+ \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} nel loro significato generico.}
+\end{funcproto}
+
+La funzione monta sulla directory indicata da \param{target}, detta
+\itindex{mount~point} \textit{mount point}, il filesystem contenuto nel file
+di dispositivo indicato da \param{source}. In entrambi i casi, come daremo per
+assunto da qui in avanti tutte le volte che si parla di directory o file nel
+passaggio di un argomento di una funzione, si intende che questi devono essere
+indicati con la stringa contenente il loro \itindex{pathname}
+\textit{pathname}.
+
+Normalmente un filesystem è contenuto su un disco o una partizione, ma come
+illustrato in sez.~\ref{sec:file_vfs_work} la struttura del
+\itindex{Virtual~File~System} \textit{Virtual File System} è estremamente
+flessibile e può essere usata anche per oggetti diversi da un disco. Ad
+esempio usando il \textit{loop device} si può montare un file qualunque (come
+l'immagine di un CD-ROM o di un floppy) che contiene l'immagine di un
+filesystem, inoltre alcuni tipi di filesystem, come \texttt{proc} o
+\texttt{sysfs} sono virtuali e non hanno un supporto che ne contenga i dati,
+che invece sono generati al volo ad ogni lettura, e passati indietro al kernel
+ad ogni scrittura.\footnote{costituiscono quindi un meccanismo di
+ comunicazione, attraverso l'ordinaria interfaccia dei file, con il kernel.}
+
+Il tipo di filesystem che si vuole montare è specificato
+dall'argomento \param{filesystemtype}, che deve essere una delle stringhe
+riportate nel file \procfile{/proc/filesystems} che, come accennato in
+sez.~\ref{sec:file_vfs_work}, contiene l'elenco dei filesystem supportati dal
+kernel. Nel caso si sia indicato un filesystem virtuale, che non è associato a
+nessun file di dispositivo, il contenuto di \param{source} viene ignorato.
+
+L'argomento \param{data} viene usato per passare le impostazioni relative alle
+caratteristiche specifiche di ciascun filesystem. Si tratta di una stringa di
+parole chiave (separate da virgole e senza spazi) che indicano le cosiddette
+``\textsl{opzioni}'' del filesystem che devono essere impostate; in genere
+viene usato direttamente il contenuto del parametro dell'opzione \texttt{-o}
+del comando \texttt{mount}. I valori utilizzabili dipendono dal tipo di
+filesystem e ciascuno ha i suoi, pertanto si rimanda alla documentazione della
+pagina di manuale di questo comando e dei singoli filesystem.
+
+Dopo l'esecuzione della funzione il contenuto del filesystem viene resto
+disponibile nella directory specificata come \itindex{mount~point}
+\textit{mount point}, il precedente contenuto di detta directory viene
+mascherato dal contenuto della directory radice del filesystem montato. Fino
+ai kernel della serie 2.2.x non era possibile montare un filesytem se un
+\textit{mount point} era già in uso.
+
+A partire dal kernel 2.4.x inoltre è divenuto possibile sia spostare
+atomicamente un \itindex{mount~point} \textit{mount point} da una directory ad
+un'altra, sia montare lo stesso filesystem in diversi \itindex{mount~point}
+\textit{mount point}, sia montare più filesystem sullo stesso
+\itindex{mount~point} \textit{mount point} impilandoli l'uno sull'altro, nel
+qual caso vale comunque quanto detto in precedenza, e cioè che solo il
+contenuto dell'ultimo filesystem montato sarà visibile.
+
+Oltre alle opzioni specifiche di ciascun filesystem, che si passano nella
+forma della lista di parole chiave indicata con l'argomento \param{data},
+esistono pure alcune opzioni che si possono applicare in generale, anche se
+non è detto che tutti i filesystem le supportino, che si specificano tramite
+l'argomento \param{mountflags}. L'argomento inoltre può essere utilizzato per
+modificare il comportamento della funzione, facendole compiere una operazione
+diversa (ad esempio un rimontaggio, invece che un montaggio).
+
+In Linux \param{mountflags} deve essere un intero a 32 bit; fino ai kernel
+della serie 2.2.x i 16 più significativi avevano un valore riservato che
+doveva essere specificato obbligatoriamente,\footnote{il valore era il
+ \itindex{magic~number} \textit{magic number} \code{0xC0ED}, si può usare la
+ costante \const{MS\_MGC\_MSK} per ottenere la parte di \param{mountflags}
+ riservata al \textit{magic number}, mentre per specificarlo si può dare un
+ OR aritmetico con la costante \const{MS\_MGC\_VAL}.} e si potevano usare
+solo i 16 meno significativi. Oggi invece, con un numero di opzioni superiore,
+sono utilizzati tutti e 32 i bit, ma qualora nei 16 più significativi sia
+presente detto valore, che non esprime una combinazione valida, esso viene
+ignorato. Il valore dell'argomento deve essere espresso come maschera binaria
+e i vari bit devono essere impostati con un OR aritmetico dei rispettivi flag,
+identificati dalle costanti riportate nell'elenco seguente:
+
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
+\itindbeg{bind~mount}
+\item[\const{MS\_BIND}] Effettua un cosiddetto \textit{bind mount}, in cui è
+ possibile montare una directory di un filesystem in un'altra directory,
+ l'opzione è disponibile a partire dai kernel della serie 2.4. In questo caso
+ verranno presi in considerazione solo gli argomenti \param{source}, che
+ stavolta indicherà la directory che si vuole montare (e non un file di
+ dispositivo) e \param{target} che indicherà la directory su cui verrà
+ effettuato il \textit{bind mount}. Gli argomenti \param{filesystemtype}
+ e \param{data} vengono ignorati.
+
+ In sostanza quello che avviene è che in corrispondenza del \index{pathname}
+ \textit{pathname} indicato da \param{target} viene montato l'\textit{inode}
+ di \param{source}, così che la porzione di albero dei file presente sotto
+ \param{source} diventi visibile allo stesso modo sotto
+ \param{target}. Trattandosi esattamente dei dati dello stesso filesystem,
+ ogni modifica fatta in uno qualunque dei due rami di albero sarà visibile
+ nell'altro, visto che entrambi faranno riferimento agli stessi
+ \textit{inode}.
+
+ Dal punto di vista del \itindex{Virtual~File~System} VFS l'operazione è
+ analoga al montaggio di un filesystem proprio nel fatto che anche in questo
+ caso si inserisce in corripondenza della \textit{dentry} di \texttt{target}
+ un diverso \textit{inode}, che stavolta, invece di essere quello della
+ radice del filesystem indicato da un file di dispositivo, è quello di una
+ directory già montata.
+
+ Si tenga presente che proprio per questo sotto \param{target} comparirà il
+ contenuto che è presente sotto \param{source} all'interno del filesystem in
+ cui quest'ultima è contenuta. Questo potrebbe non corrispondere alla
+ porzione di albero che sta sotto \param{source} qualora in una
+ sottodirectory di quest'ultima si fosse effettuato un altro montaggio. In
+ tal caso infatti nella porzione di albero sotto \param{source} si troverebbe
+ il contenuto del nuovo filesystem (o di un altro \textit{bind mount}) mentre
+ sotto \param{target} ci sarebbe il contenuto presente nel filesystem
+ originale.\footnote{questo evita anche il problema dei \textit{loop} di
+ fig.~\ref{fig:file_link_loop}, dato che se anche si montasse su
+ \param{target} una directory in cui essa è contenuta, il cerchio non
+ potrebbe chiudersi perché ritornati a \param{target} dentro il
+ \textit{bind mount} vi si troverebbe solo il contenuto originale e non si
+ potrebbe tornare indietro.}
+
+ Fino al kernel 2.6.26 questo flag doveva essere usato da solo, in quanto il
+ \textit{bind mount} continuava ad utilizzare le stesse opzioni del montaggio
+ originale, dal 2.6.26 è stato introdotto il supporto per il cosiddetto
+ \textit{read-only bind mount} e viene onorata la presenza del flag
+ \const{MS\_RDONLY}. In questo modo si ottiene che l'accesso ai file sotto
+ \param{target} sia effettuabile esclusivamente in sola lettura.
+
+ Il supporto per il \textit{bind mount} consente di superare i limiti
+ presenti per gli \textit{hard link} (di cui parleremo in
+ sez.~\ref{sec:file_link}) ottenendo un qualcosa di analogo in cui si può
+ fare riferimento alla porzione dell'albero dei file di un filesystem
+ presente a partire da una certa directory utilizzando una qualunque altra
+ directory, anche se questa sta su un filesystem diverso. Si può così fornire
+ una alternativa all'uso dei link simbolici (di cui parleremo in
+ sez.~\ref{sec:file_symlink}) che funziona correttamente anche all'intero di
+ un \textit{chroot} (argomento su cui torneremo in
+ sez.~\ref{sec:file_chroot}.
+\itindend{bind~mount}
+
+\item[\const{MS\_DIRSYNC}] Richiede che ogni modifica al contenuto di una
+ directory venga immediatamente registrata su disco in maniera sincrona
+ (introdotta a partire dai kernel della serie 2.6). L'opzione si applica a
+ tutte le directory del filesystem, ma su alcuni filesystem è possibile
+ impostarla a livello di singole directory o per i sottorami di una directory
+ con il comando \cmd{lsattr}.\footnote{questo avviene tramite delle opportune
+ \texttt{ioctl} (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}).}
+
+ Questo consente di ridurre al minimo il rischio di perdita dei dati delle
+ directory in caso di crollo improvviso del sistema, al costo di una certa
+ perdita di prestazioni dato che le funzioni di scrittura relative ad
+ operazioni sulle directory non saranno più bufferizzate e si bloccheranno
+ fino all'arrivo dei dati sul disco prima che un programma possa proseguire.
+
+\item[\const{MS\_MANDLOCK}] Consente l'uso del \textit{mandatory locking}
+ \itindex{mandatory~locking} (vedi sez.~\ref{sec:file_mand_locking}) sui file
+ del filesystem. Per poterlo utilizzare effettivamente però esso dovrà essere
+ comunque attivato esplicitamente per i singoli file impostando i permessi
+ come illustrato in sez.~\ref{sec:file_mand_locking}.
+
+\item[\const{MS\_MOVE}] Effettua uno del spostamento del \itindex{mount~point}
+ \textit{mount point} di un filesystem. La directory del
+ \itindex{mount~point} \textit{mount point} originale deve essere indicata
+ nell'argomento \param{source}, e la sua nuova posizione
+ nell'argomento \param{target}. Tutti gli altri argomenti della funzione
+ vengono ignorati.
+
+ Lo spostamento avviene atomicamente, ed il ramo di albero presente
+ sotto \param{source} sarà immediatamante visibile sotto \param{target}. Non
+ esiste cioè nessun momento in cui il filesystem non risulti montato in una o
+ nell'altra directory e pertanto è garantito che la risoluzione di
+ \textit{pathname} relativi all'interno del filesystem non possa fallire.
+
+\item[\const{MS\_NOATIME}] Viene disabilitato sul filesystem l'aggiornamento
+ degli \textit{access time} (vedi sez.~\ref{sec:file_file_times}) per
+ qualunque tipo di file. Dato che l'aggiornamento degli \textit{access time}
+ è una funzionalità la cui utilità è spesso irrilevante ma comporta un costo
+ elevato visto che una qualunque lettura comporta comunque una scrittura su
+ disco,\footnote{e questo ad esempio ha conseguenze molto pesanti nell'uso
+ della batteria sui portatili.} questa opzione consente di disabilitarla
+ completamente. La soluzione può risultare troppo drastica dato che
+ l'informazione viene comunque utilizzata da alcuni programmi, per cui nello
+ sviluppo del kernel sono state introdotte altre opzioni che forniscono
+ soluzioni più appropriate e meno radicali.
+
+\item[\const{MS\_NODEV}] Viene disabilitato sul filesystem l'accesso ai file
+ di dispositivo eventualmente presenti su di esso. L'opzione viene usata come
+ misura di precauzione per rendere inutile la presenza di eventuali file di
+ dispositivo su filesystem che non dovrebbero contenerne.\footnote{si ricordi
+ che le convenzioni del \itindex{Filesystem~Hierarchy~Standard~(FHS)}
+ \textit{Linux Filesystem Hierarchy Standard} richiedono che questi siano
+ mantenuti esclusivamente sotto \texttt{/dev}.}
+
+ Viene utilizzata, assieme a \const{MS\_NOEXEC} e \const{MS\_NOSUID}, per
+ fornire un accesso più controllato a quei filesystem di cui gli utenti hanno
+ il controllo dei contenuti, in particolar modo quelli posti su dispositivi
+ rimuovibili. In questo modo si evitano alla radice possibili situazioni in
+ cui un utente malizioso inserisce su uno di questi filesystem dei file di
+ dispositivo con permessi ``opportunamente'' ampliati che gli consentano di
+ accedere anche a risorse cui non dovrebbe.
+
+\item[\const{MS\_NODIRATIME}] Viene disabilitato sul filesystem
+ l'aggiornamento degli \textit{access time} (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_file_times}), ma soltanto per le directory. Costituisce
+ una alternativa per \const{MS\_NOATIME}, che elimina l'informazione per le
+ directory, che in pratica che non viene mai utilizzata, mantenendola per i
+ file in cui invece ha un impiego, sia pur limitato.
+
+\item[\const{MS\_NOEXEC}] Viene disabilitata sul filesystem l'esecuzione di un
+ qualunque file eseguibile eventualmente presente su di esso. L'opzione viene
+ usata come misura di precauzione per rendere impossibile l'uso di programmi
+ posti su filesystem che non dovrebbero contenerne.
+
+ Anche in questo caso viene utilizzata per fornire un accesso più controllato
+ a quei filesystem di cui gli utenti hanno il controllo dei contenuti. Da
+ questo punto di vista l'opzione è meno importante delle analoghe
+ \const{MS\_NODEV} e \const{MS\_NOSUID} in quanto l'esecuzione di un
+ programma creato dall'utente pone un livello di rischio nettamente
+ inferiore, ed è in genere consentita per i file contenuti nella sua home
+ directory.\footnote{cosa che renderebbe superfluo l'attivazione di questa
+ opzione, il cui uso ha senso solo per ambienti molto controllati in cui si
+ vuole che gli utenti eseguano solo i programmi forniti
+ dall'amministratore.}
+
+\item[\const{MS\_NOSUID}] Viene disabilitato sul filesystem l'effetto dei bit
+ dei permessi \itindex{suid~bit} \acr{suid} e \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}
+ (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}) eventualmente presenti sui file in
+ esso contenuti. L'opzione viene usata come misura di precauzione per rendere
+ inefficace l'effetto di questi bit per filesystem in cui non ci dovrebbero
+ essere file dotati di questi permessi.
+
+ Di nuovo viene utilizzata, analogamente a \const{MS\_NOEXEC} e
+ \const{MS\_NODEV}, per fornire un accesso più controllato a quei filesystem
+ di cui gli utenti hanno il controllo dei contenuti. In questo caso si evita
+ che un utente malizioso possa inserire su uno di questi filesystem un
+ eseguibile con il bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} attivo e di proprietà
+ dell'amministratore o di un altro utente, che gli consentirebbe di eseguirlo
+ per conto di quest'ultimo.
+
+\item[\const{MS\_PRIVATE}] Marca un \textit{mount point} come privato. Si
+ tratta di una delle nuove opzioni (insieme a \const{MS\_SHARED},
+ \const{MS\_SLAVE} e \const{MS\_UNBINDABLE}) facenti parte
+ dell'infrastruttura degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared subtree}
+ introdotta a partire dal kernel 2.6.15, che estendono le funzionalità dei
+ \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. In questo caso
+ \param{target} dovrà fare riferimento al \textit{mount point} che si intende
+ marcare, e tutti gli altri argomenti verranno ignorati.
+
+ Di default, finché non lo si marca altrimenti con una delle altre opzioni
+ dell'interfaccia \itindex{shared~subtree} \textit{shared subtree}, ogni
+ \textit{mount point} è privato. Ogni \textit{bind mount} ottenuto da un
+ \textit{mount point} di tipo \textit{private} si comporta come descritto
+ nella trattazione di \const{MS\_BIND}. Si usa questo flag principalmente per
+ revocare gli effetti delle altre opzioni e riportare il comportamento a
+ quello ordinario.
+
+\item[\const{MS\_RDONLY}] Esegue il montaggio del filesystem in sola lettura,
+ non sarà possibile nessuna modifica ai suoi contenuti. Viene usato tutte le
+ volte che si deve accedere ai contenuti di un filesystem con la certezza che
+ questo non venga modificato (ad esempio per ispezionare un filesystem
+ corrotto). All'avvio di default il kernel monta la radice in questa
+ modalità.
+
+\item[\const{MS\_REC}] Applica ricorsivamente a tutti i \textit{mount point}
+ presenti al di sotto del \textit{mount point} indicato gli effetti della
+ opzione degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared subtree}
+ associata. Anche questo caso l'argomento \param{target} deve fare
+ riferimento ad un \textit{mount point} e tutti gli altri argomenti sono
+ ignorati, ed il flag deve essere indicato assieme ad una fra
+ \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SHARED}, \const{MS\_SLAVE} e
+ \const{MS\_UNBINDABLE}.
+
+\item[\const{MS\_RELATIME}] Indica di effettuare l'aggiornamento degli
+ \textit{access time} sul filesystem soltanto quando questo risulti
+ antecendente il valore corrente del \textit{modification time} o del
+ \textit{change time} (per i tempi dei file si veda
+ sez.~\ref{sec:file_file_times}). L'opzione è disponibile a partire dal
+ kernel 2.6.20, mentre dal 2.6.30 questo è diventato il comportamento di
+ default del sistema, che può essere riportato a quello tradizionale con
+ l'uso di \const{MS\_STRICTATIME}. Sempre dal 2.6.30 il comportamento è stato
+ anche modificato e l'\textit{access time} viene comunque aggiornato se è più
+ vecchio di un giorno.
+
+ L'opzione consente di evitare i problemi di prestazioni relativi
+ all'aggiornamento dell'\textit{access time} senza avere impatti negativi
+ riguardo le funzionalità, il comportamento adottato infatti consente di
+ rendere evidente che vi è stato un accesso dopo la scrittura, ed evitando al
+ contempo ulteriori operazioni su disco negli accessi successivi. In questo
+ modo l'informazione relativa al fatto che un file sia stato letto resta
+ disponibile, ed i programmi che ne fanno uso continuano a funzionare. Con
+ l'introduzione di questo comportamento l'uso delle alternative
+ \const{MS\_NOATIME} e \const{MS\_NODIRATIME} è sostanzialmente inutile.
+
+\item[\const{MS\_REMOUNT}] Consente di rimontare un filesystem già montato
+ cambiandone le opzioni di montaggio in maniera atomica. In questo modo si
+ possono modificare le opzioni del filesystem anche se questo è in uso. Gli
+ argomenti \param{source} e \param{target} devono essere gli stessi usati per
+ il montaggio originale, mentre \param{data} che \param{mountflags}
+ conterranno le nuove opzioni, \param{filesystemtype} viene ignorato.
+
+ Qualunque opzione specifica del filesystem indicata con \param{data} può
+ essere modificata, mentre con \param{mountflags} possono essere modificate
+ solo alcune opzioni generiche. Con i kernel più recenti queste sono soltanto
+ \const{MS\_MANDLOCK}, \const{MS\_RDONLY} e \const{MS\_SYNCHRONOUS}, prima
+ del kernel 2.6.16 potevano essere modificate anche le ulteriori
+ \const{MS\_NOATIME} e \const{MS\_NODIRATIME}, ed infine prima del kernel
+ 2.4.10 anche \const{MS\_NODEV}, \const{MS\_NOEXEC} e \const{MS\_NOSUID}.
+
+\item[\const{MS\_SHARED}] Marca un \textit{mount point} come \textit{shared
+ mount}. Si tratta di una delle nuove opzioni (insieme a
+ \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SLAVE} e \const{MS\_UNBINDABLE}) facenti
+ parte dell'infrastruttura degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared
+ subtree} introdotta a partire dal kernel 2.6.15, che estendono le
+ funzionalità dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. In questo caso
+ \param{target} dovrà fare riferimento al \textit{mount point} che si intende
+ marcare, e tutti gli altri argomenti verranno ignorati.
+
+ Lo scopo dell'opzione è ottenere che tutti i successivi \textit{bind mount}
+ effettuati da un \textit{mount point} marcato da essa siano di tipo
+ \textit{shared}, cioè ``\textsl{condividano}'' con l'originale e fra di loro
+ ogni ulteriore operazione di montaggio o smontaggio che avviene su una
+ directory al di sotto di uno qualunque di essi. Le operazioni di montaggio e
+ smontaggio cioè vengono ``\textsl{propagate}'' a tutti i \textit{mount
+ point} della stessa condivisione, e la sezione di albero di file vista al
+ di sotto di ciascuno di essi sarà sempre identica.
+
+\item[\const{MS\_SILENT}] Richiede la soppressione di alcuni messaggi di
+ avvertimento nei log del kernel (vedi sez.~\ref{sec:sess_daemon}). L'opzione
+ è presente a partire dal kernel 2.6.17 e sostituisce, utilizzando un nome
+ non fuorviante, la precedente \const{MS\_VERBOSE}, introdotta nel kernel
+ 2.6.12, che aveva lo stesso effetto.
+
+\item[\const{MS\_SLAVE}] Marca un \textit{mount point} come \textit{slave
+ mount}. Si tratta di una delle nuove opzioni (insieme a
+ \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SHARED} e \const{MS\_UNBINDABLE}) facenti
+ parte dell'infrastruttura degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared
+ subtree} introdotta a partire dal kernel 2.6.15, che estendono le
+ funzionalità dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. In questo caso
+ \param{target} dovrà fare riferimento al \textit{mount point} che si intende
+ marcare, e tutti gli altri argomenti verranno ignorati.
+
+ Lo scopo dell'opzione è ottenere che tutti i successivi \textit{bind mount}
+ effettuati da un \textit{mount point} marcato da essa siano di tipo
+ \textit{slave}, cioè ``\textsl{condividano}'' ogni ulteriore operazione di
+ montaggio o smontaggio che avviene su una directory al di sotto del
+ \textit{mount point} originale. Le operazioni di montaggio e smontaggio in
+ questo caso vengono ``\textsl{propagate}'' soltanto dal \textit{mount point}
+ originale (detto anche \textit{master}) verso gli \textit{slave}, mentre
+ essi potranno eseguire al loro interno ulteriori montaggi che non saranno
+ propagati né negli altri né nel \textit{mount point} originale.
+
+\item[\const{MS\_STRICTATIME}] Ripristina il comportamento tradizionale per
+ cui l'\textit{access time} viene aggiornato ad ogni accesso al
+ file. L'opzione è disponibile solo a partire dal kernel 2.6.30 quando il
+ comportamento di default del kernel è diventato quello fornito da
+ \const{MS\_RELATIME}.
+
+\item[\const{MS\_SYNCHRONOUS}] Abilita la scrittura sincrona richiedendo che
+ ogni modifica al contenuto del filesystem venga immediatamente registrata su
+ disco. Lo stesso comportamento può essere ottenuto con il flag
+ \const{O\_SYNC} di \func{open} (vedi sez.~\ref{sec:file_open}).
+
+ Questa opzione consente di ridurre al minimo il rischio di perdita dei dati
+ in caso di crollo improvviso del sistema, al costo di una pesante perdita di
+ prestazioni dato che tutte le funzioni di scrittura non saranno più
+ bufferizzate e si bloccheranno fino all'arrivo dei dati sul disco. Per un
+ compromesso in cui questo comportamento avviene solo per le directory, ed ha
+ quindi una incidenza nettamente minore, si può usare \const{MS\_DIRSYNC}.
+
+\item[\const{MS\_UNBINDABLE}] Marca un \textit{mount point} come
+ \textit{unbindable mount}. Si tratta di una delle nuove opzioni (insieme a
+ \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SHARED} e \const{MS\_SLAVE}) facenti parte
+ dell'infrastruttura degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared subtree}
+ introdotta a partire dal kernel 2.6.15, che estendono le funzionalità dei
+ \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. In questo caso
+ \param{target} dovrà fare riferimento al \textit{mount point} che si intende
+ marcare, e tutti gli altri argomenti verranno ignorati.
+
+ Un \textit{mount point} marcato in questo modo disabilità la capacità di
+ eseguire dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. Si comporta cioè come
+ allo stesso modo di un \textit{mount point} ordinario di tipo
+ \textit{private} con in più la restrizione che nessuna sua sottodirectory
+ (anche se relativa ad un ulteriore montaggio) possa essere utilizzata per un
+ come sorgente di un \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}.
+
+\end{basedescript}
+
+
+% NOTE per \const{MS\_SLAVE},\const{MS\_SHARE}, \const{MS\_PRIVATE} e
+% \const{MS\_UNBINDABLE} dal 2.6.15 vedi shared subtrees, in particolare
+% * http://lwn.net/Articles/159077/ e
+% * Documentation/filesystems/sharedsubtree.txt
+
+% TODO: (bassa priorità) non documentati ma presenti in sys/mount.h:
+% * MS_POSIXACL
+% * MS_KERNMOUNT
+% * MS_I_VERSION
+% * MS_ACTIVE
+% * MS_NOUSER
+
+La funzione \func{mount} può essere utilizzata anche per effettuare il
+\textsl{rimontaggio} di un filesystem, cosa che permette di cambiarne al volo
+alcune delle caratteristiche di funzionamento (ad esempio passare da sola
+lettura a lettura/scrittura). Questa operazione è attivata attraverso uno dei
+bit di \param{mountflags}, \const{MS\_REMOUNT}, che se impostato specifica che
+deve essere effettuato il rimontaggio del filesystem (con le opzioni
+specificate dagli altri bit), anche in questo caso il valore di \param{source}
+viene ignorato.
+
+Una volta che non si voglia più utilizzare un certo filesystem è possibile
+\textsl{smontarlo} usando la funzione \funcd{umount}, il cui prototipo è:
+
+\begin{funcproto}{
+\fhead{sys/mount.h}
+\fdecl{umount(const char *target)}
+\fdesc{Smonta un filesystem.}
+}
+{La funzione ritorna $0$ in caso
+ di successo e $-1$ per un errore,
+ nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
+ \begin{errlist}
+ \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
+ \item[\errcode{EBUSY}] \param{target} è la directory di lavoro di qualche
+ processo, o contiene dei file aperti, o un altro mount point.
+\end{errlist}ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM},
+\errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ELOOP} nel loro
+ significato generico.}
+\end{funcproto}
+
+La funzione prende il nome della directory su cui il filesystem è montato e
+non il file o il dispositivo che è stato montato,\footnote{questo è vero a
+ partire dal kernel 2.3.99-pre7, prima esistevano due chiamate separate e la
+ funzione poteva essere usata anche specificando il file di dispositivo.} in
+quanto con il kernel 2.4.x è possibile montare lo stesso dispositivo in più
+punti. Nel caso più di un filesystem sia stato montato sullo stesso
+\itindex{mount~point} \textit{mount point} viene smontato quello che è stato
+montato per ultimo.
+
+Si tenga presente che la funzione fallisce quando il filesystem è
+\textsl{occupato}, questo avviene quando ci sono ancora file aperti sul
+filesystem, se questo contiene la directory di lavoro corrente di un qualunque
+processo o il \itindex{mount~point} \textit{mount point} di un altro
+filesystem; in questo caso l'errore restituito è \errcode{EBUSY}.
+
+Linux provvede inoltre una seconda funzione, \funcd{umount2}, che in alcuni
+casi permette di forzare lo smontaggio di un filesystem, anche quando questo
+risulti occupato; il suo prototipo è:
+\begin{funcproto}{
+\fhead{sys/mount.h}
+\fdecl{umount2(const char *target, int flags)}
+\fdesc{Smonta un filesystem.}
+}
+{La funzione è identica a \func{umount} per valori di ritorno e codici di
+ errore. }
+\end{funcproto}
+
+Il valore di \param{flags} è una maschera binaria, e al momento l'unico valore
+definito è il bit \const{MNT\_FORCE}; gli altri bit devono essere nulli.
+Specificando \const{MNT\_FORCE} la funzione cercherà di liberare il filesystem
+anche se è occupato per via di una delle condizioni descritte in precedenza. A
+seconda del tipo di filesystem alcune (o tutte) possono essere superate,
+evitando l'errore di \errcode{EBUSY}. In tutti i casi prima dello smontaggio
+viene eseguita una sincronizzazione dei dati.
+
+% TODO documentare MNT_DETACH e MNT_EXPIRE ...
+
+Altre due funzioni specifiche di Linux,\footnote{esse si trovano anche su BSD,
+ ma con una struttura diversa.} utili per ottenere in maniera diretta
+informazioni riguardo al filesystem su cui si trova un certo file, sono
+\funcd{statfs} e \funcd{fstatfs}, i cui prototipi sono:
+
+\begin{funcproto}{
+\fhead{sys/vfs.h}
+\fdecl{int statfs(const char *path, struct statfs *buf)}
+\fdecl{int fstatfs(int fd, struct statfs *buf)}
+\fdesc{Restituiscono informazioni relative ad un filesystem.}
+}
+{Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
+ nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
+ \begin{errlist}
+ \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem su cui si trova il file specificato non
+ \end{errlist} ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EIO} per entrambe,
+ \errval{EBADF} per \func{fstatfs}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
+ \errval{ENOENT}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP} per \func{statfs} nel loro
+ significato generico.}
+\end{funcproto}
+
+
+Queste funzioni permettono di ottenere una serie di informazioni generali
+riguardo al filesystem su cui si trova il file specificato; queste vengono
+restituite all'indirizzo \param{buf} di una struttura \struct{statfs} definita
+come in fig.~\ref{fig:sys_statfs}, ed i campi che sono indefiniti per il
+filesystem in esame sono impostati a zero. I valori del campo \var{f\_type}
+sono definiti per i vari filesystem nei relativi file di header dei sorgenti
+del kernel da costanti del tipo \var{XXX\_SUPER\_MAGIC}, dove \var{XXX} in
+genere è il nome del filesystem stesso.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{\textwidth}
+ \includestruct{listati/statfs.h}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \structd{statfs}.}
+ \label{fig:sys_statfs}
+\end{figure}
+
+
+Le \acr{glibc} provvedono infine una serie di funzioni per la gestione dei due
+file \conffile{/etc/fstab} ed \conffile{/etc/mtab}, che convenzionalmente sono
+usati in quasi tutti i sistemi unix-like per mantenere rispettivamente le
+informazioni riguardo ai filesystem da montare e a quelli correntemente
+montati. Le funzioni servono a leggere il contenuto di questi file in
+opportune strutture \struct{fstab} e \struct{mntent}, e, per
+\conffile{/etc/mtab} per inserire e rimuovere le voci presenti nel file.
+
+In generale si dovrebbero usare queste funzioni (in particolare quelle
+relative a \conffile{/etc/mtab}), quando si debba scrivere un programma che
+effettua il montaggio di un filesystem; in realtà in questi casi è molto più
+semplice invocare direttamente il programma \cmd{mount}, per cui ne
+tralasceremo la trattazione, rimandando al manuale delle \acr{glibc}
+\cite{glibc} per la documentazione completa.
+
+% TODO scrivere relativamente alle varie funzioni (getfsent e getmntent &C)
+% TODO documentare swapon e swapoff (man 2 ...)
+
+
projects / gapil.git / blobdiff