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 ed esamineremo 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 manipolazione del
-contenuto dei file è lasciato ai capitoli successivi.
+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.
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
-trattare in maniera un po' più dettagliata il filesystem più usato con Linux,
-l'\acr{ext2} (e derivati).
+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}
-% articolo interessante:
+% 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}
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. L'interfaccia comprende tutte le
-funzioni che riguardano i file e le operazioni sono suddivise su tre tipi di
-oggetti: \textit{filesystem}, \itindex{inode} \textit{inode} e \textit{file},
-corrispondenti a tre apposite strutture definite nel kernel.
+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 supportato, quando si vuole inserire il supporto di un nuovo
filesystem tutto quello che occorre è chiamare la funzione
-\code{register\_filesystem} passandole un'apposita struttura
-\code{file\_system\_type} che contiene i dettagli per il riferimento
-all'implementazione del medesimo, che sarà aggiunta alla citata tabella.
-
-In questo modo quando viene effettuata la richiesta di montare un nuovo disco
-o di qualunque altro dispositivo che può contenere un filesystem, il VFS può
-ricavare dalla citata tabella il puntatore alle funzioni da chiamare nelle
-operazioni di montaggio. Queste sono responsabili inizializzare tutte le
-variabili interne e restituire uno speciale descrittore dei filesystem montati
-al VFS; attraverso quest'ultimo diventa possibile accedere alle funzioni
-specifiche per l'uso di quel filesystem.
-
-Il primo oggetto usato dal VFS è il descrittore di filesystem (o
-\textit{filesystem descriptor}), un puntatore ad una apposita struttura che
-contiene vari dati come le informazioni comuni ad ogni filesystem, i dati
-privati relativi a quel filesystem specifico, e i puntatori alle funzioni del
-kernel relative al filesystem. Il VFS può così usare le funzioni contenute nel
-\textit{filesystem descriptor} per accedere alle funzioni specifiche di quel
+\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.
-Gli altri due descrittori usati dal VFS sono relativi agli altri due oggetti
-su cui è strutturata l'interfaccia. Ciascuno di essi contiene le informazioni
-relative al file in uso, insieme ai puntatori alle funzioni dello specifico
-filesystem usate per l'accesso dal VFS. In particolare il descrittore
-\itindex{inode} dell'\textit{inode} contiene i puntatori alle funzioni che
-possono essere usate su qualunque file (come \func{link}, \func{stat} e
-\func{open}), mentre il descrittore di file contiene i puntatori alle funzioni
-che vengono usate sui file già aperti.
-
-La funzione più importante implementata dal VFS è la \textit{system call}
-\func{open} che permette di aprire un file. Dato un \itindex{pathname}
-\textit{pathname} viene eseguita una ricerca dentro la \textit{directory entry
- cache} (in breve \textit{dcache}), una tabella che contiene tutte le
-\textit{directory entry} (in breve \textit{dentry}) che permette di associare
-in maniera rapida ed efficiente il \textit{pathname} a una specifica
-\textit{dentry}.
-
-Una singola \textit{dentry} contiene in genere il puntatore ad un
-\itindex{inode} \textit{inode}; quest'ultimo è la struttura base che sta sul
-disco e che identifica un singolo oggetto del VFS sia esso un file ordinario,
-una directory, un link simbolico, una FIFO, un file di
-\index{file!di~dispositivo} dispositivo, o una qualsiasi altra cosa che possa
-essere rappresentata dal VFS (i tipi di file riportati in
-tab.~\ref{tab:file_file_types}). A ciascuno di essi è associata pure una
-struttura che sta in memoria, e che, oltre alle informazioni sullo specifico
-file, contiene anche il riferimento alle funzioni (i \textsl{metodi} del VFS)
-da usare per poterlo manipolare.
-
-Le \textit{dentry} ``vivono'' in memoria e non vengono mai salvate su disco,
-vengono usate per motivi di velocità, gli \itindex{inode} \textit{inode} invece
-stanno su disco e vengono copiati in memoria quando serve, ed ogni cambiamento
-viene copiato all'indietro sul disco (aggiornando i cosiddetti
-\textsl{metadati} del file), gli \itindex{inode} inode che stanno in memoria
-sono \itindex{inode} inode del VFS ed è ad essi che puntano le singole
-\textit{dentry}.
-
-La \textit{dcache} costituisce perciò una sorta di vista completa di tutto
-l'albero dei file, ovviamente per non riempire tutta la memoria questa vista è
-parziale (la \textit{dcache} cioè contiene solo le \textit{dentry} per i file
-per i quali è stato richiesto l'accesso), quando si vuole risolvere un nuovo
-\itindex{pathname} \textit{pathname} il VFS deve creare una nuova
-\textit{dentry} e caricare \itindex{inode} l'inode corrispondente in memoria.
-
-Questo procedimento viene eseguito dal metodo \code{lookup()} \itindex{inode}
-dell'inode della directory che contiene il file; questo viene installato nelle
-relative strutture in memoria quando si effettua il montaggio lo specifico
-filesystem su cui l'inode va a vivere.
-
-Una volta che il VFS ha a disposizione la \textit{dentry} (ed il relativo
-\textit{inode}) diventa possibile accedere alle varie operazioni sul file come
-la \func{open} per aprire il file o la \func{stat} per leggere i dati
-\itindex{inode} dell'inode e passarli in user space.
-
-L'apertura di un file richiede comunque un'altra operazione, l'allocazione di
-una struttura di tipo \struct{file} in cui viene inserito un puntatore alla
-\textit{dentry} e una struttura \struct{f\_ops} che contiene i puntatori ai
-metodi che implementano le operazioni disponibili sul file. In questo modo i
-processi in \textit{user space} possono accedere alle operazioni attraverso
-detti metodi, che saranno diversi a seconda del tipo di file (o dispositivo)
-aperto (su questo torneremo in dettaglio in sez.~\ref{sec:file_fd}). Un elenco
-delle operazioni previste dal kernel è riportato in
-tab.~\ref{tab:file_file_operations}.
+\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
sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) sul file.\\
\hline
\end{tabular}
- \caption{Operazioni sui file definite nel VFS.}
+ \caption{Operazioni sui file definite tramite \kstruct{file\_operation}.}
\label{tab:file_file_operations}
\end{table}
-In questo modo per ciascun file diventano possibili una serie di operazioni
-(non è detto che tutte siano disponibili), che costituiscono l'interfaccia
-astratta del VFS. Qualora se ne voglia eseguire una, il kernel andrà ad
-utilizzare l'opportuna funzione dichiarata in \struct{f\_ops} appropriata al
-tipo di file in questione.
-
-Pertanto è possibile scrivere allo stesso modo sulla porta seriale come su un
-normale file di dati; ovviamente certe operazioni (nel caso della seriale ad
-esempio la \code{seek}) non saranno disponibili, però con questo sistema
-l'utilizzo di diversi filesystem (come quelli usati da Windows o MacOS) è
-immediato e relativamente trasparente per l'utente ed il programmatore.
+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}
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 ha una sua particolare struttura e funzionalità
-proprie. Per questo per il momento 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.
-
-Lo spazio fisico di un disco viene usualmente diviso in partizioni; ogni
-partizione può contenere un filesystem. La strutturazione tipica
-dell'informazione su un disco è riportata in fig.~\ref{fig:file_disk_filesys},
-in essa si fa riferimento alla struttura del filesystem \acr{ext2}, che
-prevede una separazione dei dati in \textit{block group} che replicano il
-cosiddetto \textit{superblock} (ma sulle caratteristiche di \acr{ext2} e
-derivati torneremo in sez.~\ref{sec:file_ext2}). È comunque caratteristica
-comune di tutti i filesystem per Unix, indipendentemente da come poi viene
-strutturata nei dettagli questa informazione, prevedere una divisione fra la
-lista degli \itindex{inode} inode e lo spazio a disposizione per i dati e le
-directory.
+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=14cm]{img/disk_struct}
+ \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 singolo filesystem (tralasciando i dettagli
-relativi al funzionamento del filesystem stesso come la strutturazione in
-gruppi dei blocchi, il superblock e tutti i dati di gestione) possiamo
-esemplificare la situazione con uno schema come quello esposto in
-fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}.
+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=14cm]{img/filesys_struct}
+ \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, 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 prossimo capitolo; in
-particolare è opportuno ricordare sempre che:
+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} \itindex{inode} contiene tutte le informazioni (i
- cosiddetti \textsl{metadati}) riguardanti il file: 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}
- fornisce provengono dall'\textit{inode}; dentro una directory si troverà
- solo il nome del file e il numero \itindex{inode} dell'\textit{inode} ad esso
- associato, cioè quella che da qui in poi chiameremo una \textsl{voce} (come
- traduzione dell'inglese \textit{directory entry}, che non useremo anche per
- evitare confusione con le \textit{dentry} del kernel di cui si parlava in
- sez.~\ref{sec:file_vfs_work}).
+\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} si possono avere più
- voci che puntano allo stesso \textit{inode}. Ogni \textit{inode} ha un
- contatore che contiene il numero di riferimenti che sono stati fatti ad esso
- (il cosiddetto \textit{link count}); solo quando questo contatore si annulla
- i dati del file vengono effettivamente rimossi dal disco. Per questo la
- funzione per cancellare un file si chiama \func{unlink}, 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 \itindex{inode}
- nell'\textit{inode}.
+\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 Il numero di \textit{inode} nella voce si riferisce ad un \textit{inode}
- nello stesso filesystem e non ci può essere una directory che contiene
- riferimenti ad \itindex{inode} \textit{inode} relativi ad altri filesystem.
- Questo limita l'uso del comando \cmd{ln} (che crea una nuova voce per un
- file esistente con la funzione \func{link}) al filesystem corrente.
+\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
+\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 \itindex{inode} l'\textit{inode} in questione e rimossa la
- vecchia (questa è la modalità in cui opera normalmente il comando \cmd{mv}
- attraverso la funzione \func{rename}). Questa operazione non modifica
- minimamente neanche l'\textit{inode} del file dato che non si opera su
- questo ma sulla directory che lo contiene.
+ 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
+\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 sia esaurire lo spazio disco (caso più comune) che lo spazio per
- gli \textit{inode}, nel primo caso non sarà possibile allocare ulteriore
+ 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.
+ 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}
-Infine si noti che, essendo file pure loro, il numero di riferimenti esiste
-anche per le directory; per cui, 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 in
-fig.~\ref{fig:file_dirs_link}, dove per chiarezza abbiamo aggiunto dei numeri
-di \itindex{inode} inode.
-
\begin{figure}[!htb]
\centering
- \includegraphics[width=14cm]{img/dir_links}
+ \includegraphics[width=12cm]{img/dir_links}
\caption{Organizzazione dei \textit{link} per le directory.}
\label{fig:file_dirs_link}
\end{figure}
-La nuova directory avrà allora 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 ``\texttt{.}'' che
-è sempre inserita in ogni directory; questo vale 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}.
+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{I filesystem di uso comune}
+\subsection{Alcuni dettagli sul filesystem \textsl{ext2} e successori}
\label{sec:file_ext2}
-Il filesystem standard più usato con Linux è il cosiddetto \textit{third
- extended filesystem}, identificato dalla sigla \acr{ext3}.\footnote{si fa
- riferimento al momento della stesura di questo paragrafo, l'inizio del
- 2010.} Esso nasce come evoluzione del precedente \textit{second extended
- filesystem}, o \acr{ext2}, di cui eredita gran parte delle caratteristiche
-di base, per questo motivo parleremo anzitutto di questo, dato che molto di
-quanto diremo si applica anche ad \acr{ext3}. A partire dal kernel 2.6.XX è
-stato dichiarato stabile il nuovo filsesystem \textit{ext4}, ulteriore
-evoluzione di \textit{ext3} dotato di molte caratteristiche avanzate, che sta
-iniziando a sostituirlo gradualmente.
-
-Il filesystem \acr{ext2} nasce come filesystem nativo di 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 in sostanza le caratteristiche fondamentali.
+
+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
questi termini si veda sez.~\ref{sec:file_access_control}), nel qual caso
file e subdirectory ereditano sia il \acr{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).
+ 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'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).
+ 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
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.\footnote{non si confonda questa definizione con
- quella riportata in fig.~\ref{fig:file_dirent_struct}; in quel caso si fa
- riferimento alla struttura usata in user space per riportare i dati
- contenuti in una directory generica, questa fa riferimento alla struttura
- usata dal kernel per un filesystem \acr{ext2}, definita nel file
- \texttt{ext2\_fs.h} nella directory \texttt{include/linux} dei sorgenti del
- kernel.}
+in gruppi di blocchi.
Ciascun gruppo di blocchi contiene una copia delle informazioni essenziali del
-filesystem (superblock e descrittore del filesystem sono quindi ridondati) per
-una maggiore affidabilità e possibilità di recupero in caso di corruzione del
-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.
+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 extented filesystem}.}
+ \caption{Struttura delle directory nel \textit{second extended filesystem}.}
\label{fig:file_ext2_dirs}
\end{figure}
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 anche
-alcune modifiche strutturali, la principale di queste è quella che
-\textit{ext3} è un filesystem \textit{jounrnaled}, 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}
+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
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}, ottenendo un
-forte guadagno di prestazioni in caso di directory contenenti un gran numero
-di file.
+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 dei filesystem}
+\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\footnote{la funzione è specifica
- di Linux e non è portabile.} si usa la funzione \funcd{mount} il cui
-prototipo è:
-\begin{prototype}{sys/mount.h}
-{mount(const char *source, const char *target, const char *filesystemtype,
- unsigned long mountflags, const void *data)}
+\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.}
+}
-Monta il filesystem di tipo \param{filesystemtype} contenuto in \param{source}
-sulla directory \param{target}.
-
- \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e -1 in caso di
- fallimento, nel qual caso gli errori comuni a tutti i filesystem che possono
- essere restituiti in \var{errno} sono:
+{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{ENODEV}] \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{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 read-only perché ci sono ancora file aperti in scrittura, o
- \param{target} è ancora in uso.
- \item[\errcode{EINVAL}] il device \param{source} presenta un
+ 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
- \textit{mount point} o di spostarlo quando \param{target} non è un
- \textit{mount point} o è \file{/}.
- \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 averlo
- specificato o il device \param{source} è su un filesystem montato con
- l'opzione \const{MS\_NODEV}.
- \item[\errcode{ENXIO}] il \itindex{major~number} \textit{major number} del
- device \param{source} è sbagliato.
+ \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{EMFILE}] la tabella dei device \textit{dummy} è piena.
- \end{errlist}
- ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM},
- \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT} o \errval{ELOOP}.}
-\end{prototype}
-
-La funzione monta sulla directory \param{target}, detta \textit{mount point},
-il filesystem contenuto in \param{source}. In generale un filesystem è
-contenuto su un disco, e l'operazione di montaggio corrisponde a rendere
-visibile al sistema il contenuto del suddetto disco, identificato attraverso
-il file di dispositivo ad esso associato.
-
-Ma la struttura del \textit{Virtual File System} vista in
-sez.~\ref{sec:file_vfs_work} è molto più 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 un filesystem, inoltre alcuni filesystem, come \file{proc} o
-\file{devfs} sono del tutto virtuali, i loro dati sono generati al volo ad
-ogni lettura, e passati al kernel ad ogni scrittura.
-
-Il tipo di filesystem è specificato da \param{filesystemtype}, che deve essere
-una delle stringhe riportate nel file \procfile{/proc/filesystems}, che
-contiene l'elenco dei filesystem supportati dal kernel; nel caso si sia
-indicato uno dei filesystem virtuali, il contenuto di \param{source} viene
-ignorato.
+ \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{ELOOP}, \errval{ENOMEM},
+ \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} nel loro
+ significato generico.}
+\end{funcproto}
+
+La funzione monta sulla directory indicata \param{target}, detta
+\itindex{mount~point} \textit{mount point}, il filesystem contenuto nel file
+di dispositivo indicato \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 \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
+opzioni del filesystem che devono essere impostate, in sostanza viene usato 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.
Dopo l'esecuzione della funzione il contenuto del filesystem viene resto
-disponibile nella directory specificata come \textit{mount point}, il
-precedente contenuto di detta directory viene mascherato dal contenuto della
-directory radice del filesystem montato.
+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.
Dal kernel 2.4.x inoltre è divenuto possibile sia spostare atomicamente un
-\textit{mount point} da una directory ad un'altra, sia montare in diversi
-\textit{mount point} lo stesso filesystem, sia montare più filesystem sullo
-stesso \textit{mount point} (nel qual caso vale quanto appena detto, e solo il
-contenuto dell'ultimo filesystem montato sarà visibile).
+\itindex{mount~point} \textit{mount point} da una directory ad un'altra, sia
+montare in diversi \itindex{mount~point} \textit{mount point} lo stesso
+filesystem, sia montare più filesystem sullo stesso \itindex{mount~point}
+\textit{mount point}, nel qual caso vale quanto appena detto, e solo il
+contenuto dell'ultimo filesystem montato sarà visibile.
Ciascun filesystem è dotato di caratteristiche specifiche che possono essere
attivate o meno, alcune di queste sono generali (anche se non è detto siano
montaggio con l'argomento \param{mountflags}.
In Linux \param{mountflags} deve essere un intero a 32 bit i cui 16 più
-significativi sono un \textit{magic number}\footnote{cioè un numero speciale
- usato come identificativo, che nel caso è \code{0xC0ED}; si può usare la
- costante \const{MS\_MGC\_MSK} per ottenere la parte di \param{mountflags}
- riservata al \textit{magic number}.} mentre i 16 meno significativi sono
-usati per specificare le opzioni; essi sono usati come maschera binaria e
-vanno impostati con un OR aritmetico della costante \const{MS\_MGC\_VAL} con i
+significativi sono un \itindex{magic~number} \textit{magic
+ number}\footnote{che nel caso è \code{0xC0ED}, si può usare la costante
+ \const{MS\_MGC\_MSK} per ottenere la parte di \param{mountflags} riservata
+ al \textit{magic number}.} mentre i 16 meno significativi sono usati per
+specificare le opzioni; essi sono usati come maschera binaria e vanno
+impostati con un OR aritmetico della costante \const{MS\_MGC\_VAL} con i
valori riportati in tab.~\ref{tab:sys_mount_flags}.
\begin{table}[htb]
\footnotesize
\centering
- \begin{tabular}[c]{|l|r|l|}
+ \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
\hline
- \textbf{Parametro} & \textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\
+ \textbf{Parametro} & \textbf{Significato}\\
\hline
\hline
- \const{MS\_RDONLY} & 1 & Monta in sola lettura.\\
- \const{MS\_NOSUID} & 2 & Ignora i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
- \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}.\\
- \const{MS\_NODEV} & 4 & Impedisce l'accesso ai file di dispositivo.\\
- \const{MS\_NOEXEC} & 8 & Impedisce di eseguire programmi.\\
- \const{MS\_SYNCHRONOUS}& 16 & Abilita la scrittura sincrona.\\
- \const{MS\_REMOUNT} & 32 & Rimonta il filesystem cambiando le opzioni.\\
- \const{MS\_MANDLOCK} & 64 & Consente il \textit{mandatory locking}
- \itindex{mandatory~locking} (vedi
- sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).\\
- \const{S\_WRITE} & 128 & Scrive normalmente.\\
- \const{S\_APPEND} & 256 & Consente la scrittura solo in
- \itindex{append~mode} \textit{append mode}
- (vedi sez.~\ref{sec:file_sharing}).\\
- \const{S\_IMMUTABLE} & 512 & Impedisce che si possano modificare i file.\\
- \const{MS\_NOATIME} &1024 & Non aggiorna gli \textit{access time} (vedi
- sez.~\ref{sec:file_file_times}).\\
- \const{MS\_NODIRATIME}&2048 & Non aggiorna gli \textit{access time} delle
- directory.\\
- \const{MS\_BIND} &4096 & Monta il filesystem altrove.\\
- \const{MS\_MOVE} &8192 & Sposta atomicamente il punto di montaggio.\\
+ \const{MS\_BIND} & Monta il filesystem altrove.\\
+ \const{MS\_DIRSYNC} & .\\
+ \const{MS\_MANDLOCK} & Consente il \textit{mandatory locking}
+ \itindex{mandatory~locking} (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).\\
+ \const{MS\_MOVE} & Sposta atomicamente il punto di montaggio.\\
+ \const{MS\_NOATIME} & Non aggiorna gli \textit{access time} (vedi
+ sez.~\ref{sec:file_file_times}).\\
+ \const{MS\_NODEV} & Impedisce l'accesso ai file di dispositivo.\\
+ \const{MS\_NODIRATIME} & Non aggiorna gli \textit{access time} delle
+ directory.\\
+ \const{MS\_NOEXEC} & Impedisce di eseguire programmi.\\
+ \const{MS\_NOSUID} & Ignora i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
+ \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}.\\
+ \const{MS\_RDONLY} & Monta in sola lettura.\\
+ \const{MS\_RELATIME} & .\\
+ \const{MS\_REMOUNT} & Rimonta il filesystem cambiando le opzioni.\\
+ \const{MS\_SILENT} & .\\
+ \const{MS\_STRICTATIME}& .\\
+ \const{MS\_SYNCHRONOUS}& Abilita la scrittura sincrona.\\
+ % \const{S\_WRITE} & Scrive normalmente.\\
+ % \const{S\_APPEND} & Consente la scrittura solo in
+ % \itindex{append~mode} \textit{append mode}
+ % (vedi sez.~\ref{sec:file_sharing}).\\
+ % \const{S\_IMMUTABLE} & Impedisce che si possano modificare i file.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Tabella dei codici dei flag di montaggio di un filesystem.}
\end{table}
% TODO aggiornare con i nuovi flag di man mount
-% gli S_* non esistono più come segnalato da Alessio...
% verificare i readonly mount bind del 2.6.26
-Per l'impostazione delle caratteristiche particolari di ciascun filesystem si
-usa invece l'argomento \param{data} che serve per passare le ulteriori
-informazioni necessarie, che ovviamente variano da filesystem a filesystem.
-
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
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{prototype}{sys/mount.h}{umount(const char *target)}
-
- Smonta il filesystem montato sulla directory \param{target}.
-
- \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e -1 in caso di
- fallimento, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
+
+\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} o \errval{ELOOP}.}
-\end{prototype}
-\noindent 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 \textit{mount point} viene smontato quello che è stato montato
-per ultimo.
+\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 mount point di un altro filesystem; in questo caso l'errore
-restituito è \errcode{EBUSY}.
+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{prototype}{sys/mount.h}{umount2(const char *target, int flags)}
-
- La funzione è identica a \func{umount} per comportamento e codici di errore,
- ma con \param{flags} si può specificare se forzare lo smontaggio.
-\end{prototype}
+\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.
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{functions}
- \headdecl{sys/vfs.h}
- \funcdecl{int statfs(const char *path, struct statfs *buf)}
- \funcdecl{int fstatfs(int fd, struct statfs *buf)}
-
- Restituisce in \param{buf} le informazioni relative al filesystem su cui è
- posto il file specificato.
-
- \bodydesc{Le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 in caso di
- errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
+\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
- supporta la funzione.
- \end{errlist}
- e \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}.}
-\end{functions}
+ \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
errore nel qual caso \var{errno} viene impostata ai valori:
\begin{errlist}
\item[\errcode{EXDEV}] i file \param{oldpath} e \param{newpath} non fanno
- riferimento ad un filesystem montato sullo stesso \textit{mount point}.
+ riferimento ad un filesystem montato sullo stesso \itindex{mount~point}
+ \textit{mount point}.
\item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{oldpath} e
\param{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
\item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) di nome \param{newpath}
con il filesystem \acr{vfat} di Windows). In realtà la funzione ha un
ulteriore requisito, e cioè che non solo che i due file siano sullo stesso
filesystem, ma anche che si faccia riferimento ad essi sullo stesso
-\textit{mount point}.\footnote{si tenga presente infatti (vedi
- sez.~\ref{sec:sys_file_config}) che a partire dal kernel 2.4 uno stesso
- filesystem può essere montato più volte su directory diverse.}
+\itindex{mount~point} \textit{mount point}.\footnote{si tenga presente infatti
+ (vedi sez.~\ref{sec:sys_file_config}) che a partire dal kernel 2.4 uno
+ stesso filesystem può essere montato più volte su directory diverse.}
La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcune versioni di Unix solo
non vuota.
\item[\errcode{EBUSY}] o \param{oldpath} o \param{newpath} sono in uso da
parte di qualche processo (come directory di lavoro o come radice) o del
- sistema (come mount point).
+ sistema (come \itindex{mount~point} \textit{mount point}).
\item[\errcode{EINVAL}] \param{newpath} contiene un prefisso di
\param{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory come
sotto-directory di se stessa.
\textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
\hline
\hline
- \macro{S\_ISREG(m)} & file normale.\\
- \macro{S\_ISDIR(m)} & directory.\\
- \macro{S\_ISCHR(m)} & dispositivo a caratteri.\\
- \macro{S\_ISBLK(m)} & dispositivo a blocchi.\\
- \macro{S\_ISFIFO(m)} & fifo.\\
- \macro{S\_ISLNK(m)} & link simbolico.\\
- \macro{S\_ISSOCK(m)} & socket.\\
+ \macro{S\_ISREG}\texttt{(m)} & file normale.\\
+ \macro{S\_ISDIR}\texttt{(m)} & directory.\\
+ \macro{S\_ISCHR}\texttt{(m)} & dispositivo a caratteri.\\
+ \macro{S\_ISBLK}\texttt{(m)} & dispositivo a blocchi.\\
+ \macro{S\_ISFIFO}\texttt{(m)} & fifo.\\
+ \macro{S\_ISLNK}\texttt{(m)} & link simbolico.\\
+ \macro{S\_ISSOCK}\texttt{(m)} & socket.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Macro per i tipi di file (definite in \texttt{sys/stat.h}).}
Per i kernel fino al 2.6.25, o se non si attiva il supporto per le
\textit{file capabilities}, il \textit{capabilities bounding set} è un
parametro generale di sistema, il cui valore viene riportato nel file
-\procfile{/proc/sys/kernel/cap-bound}. Il suo valore iniziale è definito in
+\sysctlfile{kernel/cap-bound}. Il suo valore iniziale è definito in
sede di compilazione del kernel, e da sempre ha previsto come default la
presenza di tutte le \textit{capabilities} eccetto \const{CAP\_SETPCAP}. In
questa situazione solo il primo processo eseguito nel sistema (quello con
Con il kernel 2.6.25 e le \textit{file capabilities} il \textit{bounding set}
è diventato una proprietà di ciascun processo, che viene propagata invariata
sia attraverso una \func{fork} che una \func{exec}. In questo caso il file
-\procfile{/proc/sys/kernel/cap-bound} non esiste e \texttt{init} non ha nessun
+\sysctlfile{kernel/cap-bound} non esiste e \texttt{init} non ha nessun
ruolo speciale, inoltre in questo caso all'avvio il valore iniziale prevede la
presenza di tutte le capacità (compresa \const{CAP\_SETPCAP}).
\begin{table}[!h!btp]
\centering
\footnotesize
- \begin{tabular}{|l|p{11.9cm}|}
+ \begin{tabular}{|l|p{10.5cm}|}
\hline
\textbf{Capacità}&\textbf{Descrizione}\\
\hline
intercomunicazione fra processi (vedi
sez.~\ref{sec:ipc_sysv}).\\
\const{CAP\_LEASE} & La capacità di creare dei \textit{file lease}
- \index{file!lease} (vedi
+ \itindex{file~lease} (vedi
sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease})
pur non essendo proprietari del file (dal kernel
2.4).\\
(\const{IOPRIO\_CLASS\_RT} e prima del kernel 2.6.25 anche
\const{IOPRIO\_CLASS\_IDLE}) per lo scheduling dell'I/O (vedi
sez.~\ref{sec:io_priority}), superare il limite di sistema sul numero massimo
-di file aperti,\footnote{quello indicato da \procfile{/proc/sys/fs/file-max}.}
+di file aperti,\footnote{quello indicato da \sysctlfile{fs/file-max}.}
effettuare operazioni privilegiate sulle chiavi mantenute dal kernel (vedi
sez.~\ref{sec:keyctl_management}), usare la funzione \func{lookup\_dcookie},
usare \const{CLONE\_NEWNS} con \func{unshare} e \func{clone}, (vedi
% LocalWords: forced allowed sendmail SYSLOG WAKE ALARM CLOCK BOOTTIME dqstats
% LocalWords: REALTIME securebits GETSTATS QFMT curspace curinodes btime itime
% LocalWords: QIF BLIMITS bhardlimit bsoftlimit ILIMITS ihardlimit isoftlimit
-% LocalWords: INODES LIMITS USAGE valid dqi IIF BGRACE bgrace IGRACE igrace
+% LocalWords: INODES LIMITS USAGE valid dqi IIF BGRACE bgrace IGRACE igrace is
% LocalWords: Python Truelite Srl quotamodule Repository who nell' dall' KEEP
% LocalWords: SECURE KEEPCAPS prctl FIXUP NOROOT LOCKED dell'IPC dell'I IOPRIO
-% LocalWords: CAPBSET CLASS IDLE dcookie overflow DIFFERS
+% LocalWords: CAPBSET CLASS IDLE dcookie overflow DIFFERS Virtual everything
+% LocalWords: dentry register resolution cache dcache operation llseek poll
+% LocalWords: multiplexing fsync fasync seek block superblock gapil tex img
+% LocalWords: second linked journaled source filesystemtype unsigned device
+% LocalWords: mountflags NODEV ENXIO dummy devfs magic MGC RDONLY NOSUID MOVE
+% LocalWords: NOEXEC SYNCHRONOUS REMOUNT MANDLOCK NODIRATIME umount MNT statfs
+% LocalWords: fstatfs fstab mntent ino bound orig new setpcap metadati sysfs
%%% Local Variables:
%%% mode: latex
projects / gapil.git / blobdiff