\chapter{Files e directories}
\label{cha:files_and_dirs}
-In questo capitolo tratteremo in dettaglio le varie caratteristiche di files e
-directories, ed in particolare approfondiremo i dettagli su come è organizzata
-la struttura dei files in un sistema unix; esamineremo poi come è strutturato
-il sistema base di protezioni e controllo di accesso ai files, e tutta
-l'interfaccia che permette la manipolazione dei vari attributi di files e
-directories. Tutto quello che riguarda invece la manipolazione dei contenuti e
-lasciato ai capitoli successivi.
-
-Le funzioni che esamineremo in questo capitolo pertanto sono quelle che
-permettono di creare e cancellare o leggere le directories, rinominare o
-cancellare i files ed esaminare o cambiare i loro attributi.
-
-
-\section{L'organizzazione di files e directories}
-\label{sec:filedir_org}
-
-L'organizzazione dei nomi dei file deriva direttamente dall'organizzazione dei
-medesimi nell'albero descritto brevemente in \secref{sec:fileintr_overview};
-una directory comunque, come già specificato in \secref{sec:fileintr_vfs}, è
-solo un particolare tipo di file che contiene le informazioni che associano un
-nome al contenuto. Per questo, anche se è usuale parlare di ``file in una
-directory'' in realtà una directory contiene solo delle etichette per fare
-riferimento ai file stessi.
-
-I manuale delle librerie del C chiama i nomi contenuti nelle directory
-\textsl{componenti} (in inglese \textit{file name components}), noi li
-chiameremo più semplicemente nomi. Un file può essere indicato rispetto alla
-directory corrente semplicemente specificando il nome da essa contenuto. Una
-directory contiene semplicemente un elenco di questi nomi, che possono
-corrispondere a un qualunque oggetto del filesystem, compresa un'altra
-directory; l'albero viene appunto creato inserendo directory in altre
-directory.
+In questo capitolo tratteremo in dettaglio le modalità con cui si gestiscono
+file e directory, ed in particolare esamineremo come è strutturato il sistema
+base di protezioni e controllo di accesso ai file, e tutta l'interfaccia che
+permette la manipolazione dei vari attributi di file e directory. Tutto quello
+che riguarda invece la manipolazione del contenuto dei file è lasciato ai
+capitoli successivi.
-Il nome completo di file generico è composto da una serie di questi
-\textsl{componenti} separati da una \texttt{/} (in linux più \texttt{/}
-consecutive sono considerate equivalenti ad una sola). Il nome completo di un
-file viene usualmente chiamato \textit{pathname}, e anche se il manuale della
-glibc depreca questo nome (poichè genererebbe confusione, dato che con
-\textit{path} si indica anche un insieme di directory su cui effettuare una
-ricerca, come quello in cui si cercano i comandi) l'uso è ormai così comune
-che è senz'altro più chiaro dell'alternativa proposta.
-
-Il processo con cui si associa ad un pathname uno specifico file è chiamato
-risoluzione del nome (\textit{file name resolution} o \textit{pathname
- resolution}). La risoluzione viene fatta esaminando il pathname da destra a
-sinistra e localizzando ogni nome nella directory indicata dal nome
-precedente: ovviamente perché il procedimento funzioni occorre che i nomi
-indicati come directory esistano e siano effettivamente directory, inoltre i
-permessi devono consentire l'accesso.
-
-Se il pathname comincia per \texttt{/} la ricerca parte dalla directory radice
-del processo; questa, a meno di un \textit{chroot} (su cui torneremo in
-seguito, vedi \secref{sec:proc_chroot}) è la stessa per tutti i processi ed
-equivale alla directory radice dell'albero (come descritto in
-\secref{sec:fileintr_overview}): in questo caso si parla di un pathname
-\textsl{assoluto}. Altrimenti la ricerca parte dalla directory corrente (su
-cui torneremo più avanti in \secref{sec:filedir_work_dir}) ed il pathname è
-detto \textsl{relativo}.
-
-I nomi \texttt{.} e \texttt{..} hanno un significato speciale e vengono
-inseriti in ogni directory, il primo fa riferimento alla directory corrente e
-il secondo alla directory \textsl{genitore} (\textit{parent directory}) cioè
-la directory che contiene il riferimento alla directory corrente; nel caso
-questa sia la directory radice allora il riferimento è a se stessa.
-
-
-\section{La manipolazione di files e directories}
-\label{sec:filedir_handling}
-
-Per capire fino in fondo le proprietà di files e directories in un sistema
-unix ed il funzionamento delle relative funzioni di manipolazione occorre una
-breve introduzione agli oggetti su cui è basato un filesystem unix; in
-particolare si riprenderà, approfondendolo sul piano dell'uso nelle funzioni
-di libreria, il concetto di \textit{inode} di cui abbiamo brevemente accennato
-le caratteristiche (dal lato dell'implementazione nel kernel) in
-\secref{sec:fileintr_vfs}.
-
-
-\subsection{Il funzionamento di un filesystem}
-\label{sec:filedir_filesystem}
-
-Come già accennato in \secref{sec:fileintr_overview} linux (ed ogni unix in
-generale) 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 non entreremo nei dettagli di un filesystem specifico, ma
-daremo una descrizione a grandi linee che si adatta alle caratteristiche
-comuni di un qualunque filesystem standard unix.
-
-Dato un disco lo spazio fisico viene usualmente diviso in partizioni; ogni
-partizione può contenere un filesystem; quest'ultimo è in genere strutturato
-secondo \nfig, con una lista di inodes all'inizio e il resto dello spazio a
-disposizione per i dati e le directory.
-\begin{figure}[htb]
+
+\section{Il controllo di accesso ai file}
+\label{sec:filedir_access_control}
+
+Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
+del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
+filesystem standard. In questa sezione ne esamineremo i concetti essenziali e
+le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
+
+
+\subsection{I permessi per l'accesso ai file}
+\label{sec:filedir_perm_overview}
+
+Il controllo di accesso ai file in unix segue un modello abbastanza semplice,
+ma adatto alla gran parte delle esigenze, in cui si dividono i permessi su tre
+livelli. Si tenga conto poi che quanto diremo è vero solo per filesystem di
+tipo unix, e non è detto che sia applicabile a un filesystem
+qualunque\footnote{ed infatti non è vero per il filesystem vfat di Windows,
+ per il quale vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in fase di
+ montaggio}. Esistono inoltre estensioni che permettono di implementare le
+ACL (\textit{Access Control List}) che sono un meccanismo di controllo di
+accesso molto più sofisticato.
+
+Ad ogni file unix associa sempre l'utente che ne è proprietario (il cosiddetto
+\textit{owner}) e il gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo degli
+identificatori di utenti e gruppi (\textsl{uid} e \textsl{gid}), e accessibili
+da programm tramite i campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid} della struttura
+\var{stat} (si veda \secref{sec:filedir_stat}). Ad ogni file viene inoltre
+associato un insieme di permessi che sono divisi in tre classi, e cioè
+attribuiti rispettivamente all'utente proprietario del file, a un qualunque
+utente faccia parte del gruppo cui appartiene il file, e a tutti gli altri
+utenti.
+
+I permessi sono espressi da un insieme di 12 bit: di questi i nove meno
+significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
+lettura, scrittura ed esecuzione (indicati rispettivamente con le lettere
+\textsl{w}, \textit{r} \textsl{x} nei comandi di sistema) applicabili
+rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti. I restanti tre bit
+(\textsl{suid}, \textsl{sgid}, e \textsl{sticky}) sono usati per indicare
+alcune caratteristiche più complesse su cui torneremo in seguito (vedi
+\secref{sec:filedir_suid_sgid} e \secref{sec:filedir_sticky}).
+
+Anche i permessi sono tenuti per ciascun file (di qualunque tipo, quindi anche
+per le fifo, i socket e i file di dispositivo) nell'inode, in opportuni bit
+del campo \var{st\_mode} della struttura letta da \func{stat} (vedi
+\figref{fig:filedir_stat_struct}).
+
+
+In genere ci si riferisce a questi permessi usando le lettere \textsl{u} (per
+\textit{user}), \textsl{g} (per \textit{group}) e \textsl{o} (per
+\textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti questi gruppi insieme si
+usa la lettera \textsl{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente questa
+distinzione, dato che in certi casi, mutuando la termimologia in uso nel VMS,
+si parla dei permessi base come di permessi di owner, group ed all, le cui
+iniziali possono da luogo a confuzione. Le costanti che permettono di accedere
+al valore numerico di questi bit sono riportate in \ntab.
+
+\begin{table}[htb]
\centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|c|l|}
+ \hline
+ \var{st\_mode} bit & Significato \\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere \\
+ \macro{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere \\
+ \macro{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire \\
+ \hline
+ \macro{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere \\
+ \macro{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere \\
+ \macro{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire\\
+ \hline
+ \macro{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere \\
+ \macro{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere \\
+ \macro{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
+ \texttt{<sys/stat.h>}}
+ \label{tab:file_bit_perm}
+\end{table}
+
+Questi permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a
+seconda che si riferiscano a file, link simbolici o directory, qui ci
+limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei
+dettagli più avanti.
+
+La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo pathname
+occorre il permesso di esecuzione in ciascuna delle directory che compongono
+il pathname, e lo stesso vale per aprire un file nella directory corrente (per
+la quale appunto serve il diritto di esecuzione).
+
+Per una directory infatti il permesso di esecuzione ha il significato
+specifico che essa può essere attraversata nella risoluzione del pathname, ed
+è distinto dal permesso di lettura che invece implica che si può leggere il
+contenuto della directory. Questo significa che se si ha il permesso di
+esecuzione senza permesso di lettura si potrà lo stesso aprire un file in una
+directory (se si hanno i permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà
+vederlo con \cmd{ls} (per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per
+la directory).
+
+Il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni di sola
+lettura (\macro{O\_RDONLY}) o di lettura-scrittura (\macro{O\_RDWR}) e
+leggerne il contenuto. Il permesso di scrittura consente di aprire un file in
+sola scrittura (\macro{O\_WRONLY}) o lettura-scrittura (\macro{O\_RDWR}) e
+modificarne il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare
+il file con l'opzione \macro{O\_TRUNC}.
+
+Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
+esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
+stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
+che questo non implica necessariamente la rimozione fisica del file), non è
+necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti esso non viene
+toccato, viene solo modificato il contenute della directory).
+
+Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
+shell), occorre il permesso di esecuzione per il medesimo, inoltre solo i file
+regolari possono essere eseguiti.
+
+La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
+permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
+l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
+\var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'\textit{effective user id},
+l'\textit{effective group id} e gli eventuali \textit{supplementary group id}
+del processo.
+
+Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
+veda \secref{sec:prochand_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
+\secref{sec:filedir_suid_sgid}, l'\textit{effective user id} e
+l'\textit{effective group id} corrispondono a uid e gid dell'utente che ha
+lanciato il processo, mentre i \textit{supplementary group id} sono quelli dei
+gruppi cui l'utente appartiene.
+
+% Quando un processo cerca l'accesso al file esso controlla i propri uid e gid
+% confrontandoli con quelli del file e se l'operazione richiesta è compatibile
+% con i permessi associati al file essa viene eseguita, altrimenti viene
+% bloccata ed è restituito un errore di \texttt{EPERM}. Questo procedimento non
+% viene eseguito per l'amministratore di sistema (il cui uid è zero) il quale
+% a
+% pertanto accesso senza restrizione a qualunque file del sistema.
+
+% In realtà il procedimento è più complesso di quanto descritto in maniera
+% elementare qui; inoltre ad un processo sono associati diversi identificatori,
+% torneremo su questo in maggiori dettagli in seguito in
+% \secref{sec:proc_perms}.
+
+I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
+di accesso sono i seguenti:
+\begin{itemize}
+\item Se l'\textit{effective user id} del processo è zero (corrispondente
+ all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
+ controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
+ tutti i file.
+\item Se l'\textit{effective user id} del processo è uguale all'uid del
+ proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
+ del file) allora:
+ \begin{itemize}
+ \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
+ il processo, vuole accedere in scrittura, quello di user-write per
+ l'accesso in scrittura, etc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
+ settato, l'accesso è consentito
+ \item altrimenti l'accesso è negato
+ \end{itemize}
+\item Se l'\textit{effective group id} del processo o uno dei
+ \textit{supplementary group id} dei processi corrispondono al gid del file
+ allora:
+ \begin{itemize}
+ \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è settato, l'accesso è
+ consentito, altrimenti l'accesso è negato
+ \end{itemize}
+\item se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è settato,
+ l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
+\end{itemize}
+
+Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
+quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file
+l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
+permessi per il gruppo non vengono neanche controllati; lo stesso vale se il
+processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
+tutti gli altri non vengono controllati.
+
+\subsection{I flag \texttt{suid} e \texttt{sgid}}
+\label{sec:filedir_suid_sgid}
+
+Quandi si lancia un programma in genere l'\textit{effective user id} e
+l'\textit{effective group id} sono settati rispettivamente all'uid e al gid
+dell'utente che ha lanciato il programma.
+
+
+Ma nei dodici bit del campo \var{st\_mode} relativi ai permessi esiste un bit
+speciale, il \textit{set-user-ID bit} o suid, che se settato fa si che quando
+un programma viene lanciato invece di avere assegnato come \textit{effective
+ user id} l'uid di chi lo lancia, assume quello del proprietario del file.
+Analogamente il \textit{set-group-ID bit} o sgid settato per un file ha lo
+stesso effetto sull'\textit{effective group id}.
+
+Questa caratteristica viene usata per permettere agli utenti normali di usare
+programmi che abbisognano di privilegi speciali; l'esempio classico è il
+comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
+che può essere scritto solo dall'amministratore. Per questo il comando
+\cmd{passwd} appartiene a root e ha il suid bit settato per cui quando viene
+lanciato da un utente normale ha comunque i privilegi di root.
+
+Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
+normalmente un utente comporta vari rischi, e questo tipo di programmi devono
+essere scritti accuratamente (torneremo sull'argomento in
+\secref{sec:prochand_perms}).
+
+I due bit suid e sgid possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode}
+con l'uso delle due costanti \macro{S\_ISUID} e \macro{S\_ISGID}, definite in
+\tabref{tab:filedir_file_mode_flags}.
+
+
+\subsection{Il flag \texttt{sticky}}
+\label{sec:filedir_sticky}
+
+L'ultimo
+
+\subsection{La titolarità di nuovi files e directory}
+\label{sec:filedir_ownership}
+
+
+\subsection{La funzione \texttt{access}}
+\label{sec:filedir_access}
+
+
+\subsection{La funzione \texttt{umask}}
+\label{sec:filedir_umask}
+
+
+\subsection{Le funzioni \texttt{chmod} e \texttt{fchmod}}
+\label{sec:filedir_chmod}
+
+\subsection{Le funzioni \texttt{chown}, \texttt{fchown} e \texttt{lchown}}
+\label{sec:filedir_chown}
+
+
+
+
+%La struttura fondamentale che contiene i dati essenziali relativi ai file è il
+%cosiddetto \textit{inode}; questo conterrà informazioni come il
+%tipo di file (file di dispositivo, directory, file di dati, per un elenco
+%completo vedi \ntab), i permessi (vedi \secref{sec:file_perms}), le date (vedi
+%\secref{sec:file_times}).
+
+
+
+\section{La manipolazione delle caratteristiche dei files}
+\label{sec:filedir_infos}
+
+Come spiegato in \secref{sec:fileintr_filesystem} tutte le informazioni
+generali relative alle caratteristiche di ciascun file sono mantenute
+nell'inode. Vedremo in questa sezione come sia possibile accedervi usando la
+funzione \texttt{stat} ed esamineremo alcune funzioni utilizzabili per
+manipolare una parte di questa informazione. Tutto quello che invece riguarda
+il meccanismo di controllo di accesso ad i file e le relative funzioni di
+manipolazione sarà invece esaminanto in \secref{sec:filedir_access_control}.
+
+
+\subsection{Le funzioni \texttt{stat}, \texttt{fstat} e \texttt{lstat}}
+\label{sec:filedir_stat}
+
+La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
+delle funzioni \func{stat}, che è la funzione che il comando \cmd{ls} usa
+per poter stampare tutti i dati dei files. I prototipi di queste funzioni sono
+i seguenti:
+\begin{functions}
+ \headdecl{sys/types.h}
+ \headdecl{sys/stat.h}
+ \headdecl{unistd.h}
+
+ \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Legge le
+ informazione del file specificato da \var{file\_name} e le inserisce in
+ \var{buf}.
- \caption{Organizzazione dello spazio su un disco in partizioni e filesystem}
- \label{fig:filedir_disk_filesys}
-\end{figure}
+ \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Identica a
+ \func{stat} eccetto che se il \var{file\_name} è un link simbolico vengono
+ lette le informazioni relativa ad esso e non al file a cui fa riferimento.
+
+ \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)} Identica a \func{stat}
+ eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
+ descriptor \var{filedes}.
+
+ Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un errore, in
+ caso di errore \texttt{errno} viene settato ai valori:
+ \begin{errlist}
+ \item \texttt{EACCESS} non c'è il permesso di accedere al file.
+ \item \texttt{ENOTDIR} una componente del pathname non è una directory.
+ \item \texttt{EMLOOP} ci sono troppi link simbolici nel pathname.
+ \item \texttt{EFAULT} i puntatori usati sono fuori dallo spazio di indirizzi
+ del processo.
+ \item \texttt{ENOMEM} il kernel non ha a disposizione memoria sufficiente a
+ completare l'operazione.
+ \item \texttt{ENAMETOOLONG} il filename è troppo lungo.
+ \end{errlist}
+\end{functions}
-Se si va ad esaminare come è strutturata l'informazione all'interno di un
-singolo filesystem (tralasciando le parti connesse alla strutturazione e al
-funzionamento del filesystem stesso come il super-block) avremo una situazione
-del tipo di quella esposta in \nfig.
-\begin{figure}[htb]
+La struttura \texttt{stat} è definita nell'header \texttt{sys/stat.h} e in
+generale dipende dall'implementazione, la versione usata da Linux è mostrata
+in \nfig, così come riportata dalla man page (in realtà la definizione
+effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
+riservati per estensioni come tempi più precisi, o per il padding dei campi).
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize
\centering
-
- \caption{Organizzazione di un filesystem}
- \label{fig:filedir_filesys_detail}
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
+struct stat {
+ dev_t st_dev; /* device */
+ ino_t st_ino; /* inode */
+ mode_t st_mode; /* protection */
+ nlink_t st_nlink; /* number of hard links */
+ uid_t st_uid; /* user ID of owner */
+ gid_t st_gid; /* group ID of owner */
+ dev_t st_rdev; /* device type (if inode device) */
+ off_t st_size; /* total size, in bytes */
+ unsigned long st_blksize; /* blocksize for filesystem I/O */
+ unsigned long st_blocks; /* number of blocks allocated */
+ time_t st_atime; /* time of last access */
+ time_t st_mtime; /* time of last modification */
+ time_t st_ctime; /* time of last change */
+};
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \texttt{stat} per la lettura delle informazioni dei
+ file}
+ \label{fig:filedir_stat_struct}
\end{figure}
-da questa figura si evidenzano alcune caratteristiche su cui è bene porre
-attenzione in quanto sono fondamentali per capire il funzionamento delle
-funzioni che manipolano i file e le directory su cui torneremo fra poco; in
-particolare è opportuno ricordare sempre che:
-\begin{enumerate}
-
-\item L'\textit{inode} contiene tutte le informazioni 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
- \texttt{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, cioè quella che da qui in poi chiameremo una \textsl{voce}
- (traduzione approssimata dell'inglese \textit{directory entry}, che non
- useremo anche per evitare confusione con le \textit{dentries} del kernel di
- cui si parlava in \secref{sec:fileintr_vfs}).
-
-\item Come mostrato in \curfig si possono avere più voci che puntano allo
- stesso \textit{inode}. Ogni \textit{inode} ha un contatore che contiene il
- numero di riferimenti (\textit{link count}) che sono stati fatti ad esso,
- 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 \texttt{unlink}, ed in realtà non cancella affatto i dati del
- file, ma si limita a eliminare la relativa voce da una directory e
- decrementare il numero di riferimenti nell'\textit{inode}.
+Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi nativi
+del sistema (di quelli definiti in \tabref{tab:xxx_sys_types}, e dichiarati in
+\texttt{sys/types.h}).
+
+
+\subsection{I tipi di file}
+\label{sec:filedir_file_types}
+
+Come riportato in \tabref{tab:fileintr_file_types} in Linux oltre ai file e
+alle directory esistono vari altri oggetti che possono stare su un filesystem;
+il tipo di file è ritornato dalla \texttt{stat} nel campo \texttt{st\_mode}.
+
+Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
+standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di files,
+queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni per link
+simbolici e socket definite da BSD, l'elenco completo di tutte le macro
+definite in GNU/Linux è riportato in \ntab:
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|l|}
+ \hline
+ Macro & Tipo del file \\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{S\_ISREG(m)} & file regolare \\
+ \macro{S\_ISDIR(m)} & directory \\
+ \macro{S\_ISCHR(m)} & device a caraetteri \\
+ \macro{S\_ISBLK(m)} & device a blocchi\\
+ \macro{S\_ISFIFO(m)} & fifo \\
+ \macro{S\_ISLNK(m)} & link simbolico \\
+ \macro{S\_ISSOCK(m)} & socket \\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Macro per i tipi di file (definite in \texttt{sys/stat.h})}
+ \label{tab:filedir_file_type_macro}
+\end{table}
+
+Oltre a queste macro è possibile usare direttamente il valore di
+\var{st\_mode} per ricavare il significato dei vari bit in esso memorizzati,
+per questo sempre in \texttt{sys/stat.h} sono definiti i flag riportati in
+\ntab:
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
+ \hline
+ Flag & Valore & Significato \\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{S\_IFMT} & 0170000 & bitmask per i bit del tipo di file \\
+ \macro{S\_IFSOCK} & 0140000 & socket \\
+ \macro{S\_IFLNK} & 0120000 & link simbolico \\
+ \macro{S\_IFREG} & 0100000 & file regolare \\
+ \macro{S\_IFBLK} & 0060000 & device a blocchi \\
+ \macro{S\_IFDIR} & 0040000 & directory \\
+ \macro{S\_IFCHR} & 0020000 & device a caratteri \\
+ \macro{S\_IFIFO} & 0010000 & fifo \\
+ \hline
+ \macro{S\_ISUID} & 0004000 & set UID bit \\
+ \macro{S\_ISGID} & 0002000 & set GID bit \\
+ \macro{S\_ISVTX} & 0001000 & sticky bit \\
+ \hline
+ \macro{S\_IRWXU} & 00700 & bitmask per i permessi del proprietario \\
+ \macro{S\_IRUSR} & 00400 & il proprietario ha permesso di lettura \\
+ \macro{S\_IWUSR} & 00200 & il proprietario ha permesso di scrittura \\
+ \macro{S\_IXUSR} & 00100 & il proprietario ha permesso di esecuzione\\
+ \hline
+ \macro{S\_IRWXG} & 00070 & bitmask per i permessi del gruppo \\
+ \macro{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha permesso di lettura \\
+ \macro{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha permesso di scrittura \\
+ \macro{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha permesso di esecuzione \\
+ \hline
+ \macro{S\_IRWXO} & 00007 & bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
+ \macro{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno permesso di lettura \\
+ \macro{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
+ \macro{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
+ \var{st\_mode} (definite in \texttt{sys/stat.h})}
+ \label{tab:filedir_file_mode_flags}
+\end{table}
+
+Il primo valore definisce la maschera dei bit usati nei quali viene
+memorizzato il tipo di files, mentre gli altri possono essere usati per
+effettuare delle selezioni sul tipo di file voluto, combinando opportunamente
+i vari flag; ad esempio se si volesse controllare se un file è una directory o
+un file ordinario si potrebbe definire la condizione:
+\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
+#define IS_FILE_DIR(x) (((x) & S_IFMT) & (S_IFDIR | S_IFREG))
+\end{lstlisting}
+in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
+poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
+
+\subsection{La dimensione dei file}
+\label{sec:filedir_file_size}
+
+Il membro \var{st\_size} contiene la dimensione del file in bytes (se il file
+è un file normale, nel caso di un link simbolico al dimensione è quella del
+pathname che contiene).
+
+Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
+bytes. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
+i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
+per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
+dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
+
+Si tenga conto che lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è detto
+che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della possibile
+esistenza dei cosiddetti \textsl{buchi} (detti normalmente \textit{holes}) che
+si formano tutte le volte che si va a scrivere su un file dopo aver eseguito
+una \func{seek} (vedi \secref{sec:fileunix_lseek}) oltre la sua conclusione
+corrente.
+
+In tal caso si avranno differenti risultati a seconda del modi in cui si
+calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
+numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
+legge dal file (ad esempio usando \cmd{wc -c}), dato che in tal caso per le
+parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso risultato
+di \cmd{ls}.
+
+Se è sempre possibile allargare un file scrivendoci sopra od usando la
+funzione \func{seek} per spostarsi oltre la sua fine. Esistono però anche casi
+in cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento scartando i dati al
+di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
+
+Un file può essere troncato a zero aprendolo con il flag \macro{O\_TRUNC}, ma
+questo è un caso particolare; per qualunque altra dimensione si possono usare
+le due funzioni:
+\begin{functions}
+ \headdecl{unistd.h} \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t
+ length)} Fa si che la dimensione del file \var{file\_name} sia troncata ad
+ un valore massimo specificato da \var{lenght}.
-\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 \textit{inodes} relativi ad altri filesystem. Questo limita
- l'uso del comando \texttt{ln} (che crea una nuova voce per un file
- esistente, con la funzione \texttt{link}) al filesystem corrente.
+ \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))} Identica a \func{truncate}
+ eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
+ descriptor \var{fd},
-\item Quando si cambia nome ad un file senza cambiare filesystem il contenuto
- del file non deve essere spostato, viene semplicemente creata una nuova voce
- per l'\textit{inode} in questione e rimossa la vecchia (questa è la modalità
- in cui opera normalmente il comando \texttt{mv} attraverso la funzione
- \texttt{rename}).
+ Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un errore, in
+ caso di errore \texttt{errno} viene settato ai valori:
+ \begin{errlist}
+ \item \texttt{EACCESS} non c'è il permesso di accedere al file.
+ \item \texttt{ENOTDIR} una componente del pathname non è una directory.
+ \item \texttt{EMLOOP} ci sono troppi link simbolici nel pathname.
+ \item \texttt{EFAULT} i puntatori usati sono fuori dallo spazio di indirizzi
+ del processo.
+ \item \texttt{ENOMEM} il kernel non ha a disposizione memoria sufficiente a
+ completare l'operazione.
+ \item \texttt{ENOENT} il file non esiste.
+ \item \texttt{ENAMETOOLONG} il filename è troppo lungo.
+ \end{errlist}
+\end{functions}
+
+Se il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
+perduti; il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e
+dipende dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso
+fino alla lunghezza scelta; in quest'ultimo caso lo spazio viene riempito con
+zeri (e in genere si ha la creazione di un hole nel file).
+
+
+\subsection{I tempi dei file}
+\label{sec:filedir_file_times}
+
+Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi. Questi sono registrati
+nell'inode insieme agli altri attibuti del file e possono essere letti tramite
+la funzione \func{stat}, che li restituisce attraverso tre campi della
+struttura in \figref{fig:filedir_stat_struct}. Il significato di detti tempi e
+dei relativi campi è riportato nello schema in \ntab:
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
+ \hline
+ Membro & Significato & Funzione&opzione \\
+ \hline
+ \hline
+ \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &\func{read}& \cmd{-u}\\
+ \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &\func{write}& default\\
+ \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'inode&\func{chmod},
+ \func{utime} & \cmd{-c} \\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{I tre tempi associati a ciascun file}
+ \label{tab:filedir_file_times}
+\end{table}
+
+Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
+modifica (il \textit{modification time} \var{st\_mtime}) e il tempo di
+cambiamento di stato (il \textit{chage time} \var{st\_ctime}). Il primo
+infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre il
+secondo ad una modifica dell'inode; siccome esistono molte operazioni (come la
+funzione \func{link} e molte altre che vedremo in seguito) che modificano solo
+le informazioni contenute nell'inode senza toccare il file, diventa necessario
+l'utilizzo di un altro tempo.
+
+Il sistema non tiene conto dell'ultimo accesso all'inode, pertanto funzioni
+come \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza sui tre tempi. Il
+tempo di ultimo accesso viene di solito usato per cancellare i file che non
+servono più dopo un certo lasso di tempo (ad esempio \cmd{leafnode} cancella i
+vecchi articoli sulla base di questo tempo).
+
+Il tempo di ultima modifica invece viene usato da \cmd{make} per decidere
+quali file necessitano di essere ricompilati o (talvolta insieme anche al
+tempo di cambiamento di stato) per decidere quali file devono essere
+archiviati per il backup. Il comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni
+\cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i tempi dei file secondo lo schema riportato
+nell'ultima colonna di \curtab.
+
+L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui tempi è
+illustrato in \ntab. Si sono riportati gli effetti sia per il file a cui si fa
+riferimento, sia per la directory che lo contiene; questi ultimi possono
+essere capiti se si tiene conto di quanto già detto, e cioè che anche le
+directory sono files, che il sistema tratta in maniera del tutto analoga agli
+altri.
+
+Per questo motivo tutte le volte che compiremo una operazione su un file che
+comporta una modifica della sua directory entry, andremo anche a scrivere
+sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un esempio
+di questo può essere la cancellazione di un file, mentre leggere o scrivere o
+cambiarne i permessi ha effetti solo sui tempi del file.
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
+ \hline
+ \multicolumn{1}{|c|}{Funzione}
+ &\multicolumn{3}{p{2cm}}{File o directory di riferimento}
+ &\multicolumn{3}{p{2cm}}{Directory genitrice del riferimento}
+ &\multicolumn{1}{|c|}{Note} \\
+ \cline{2-7}
+ & \textsl{(a)} & \textsl{(m)}& \textsl{(c)}
+ & \textsl{(a)} & \textsl{(m)}& \textsl{(c)}& \\
+ \hline
+ \hline
+ \func{chmod}, \func{fchmod}
+ & & &$\bullet$& & & & \\
+ \func{chown}, \func{fchown}
+ & & &$\bullet$& & & & \\
+ \func{creat}
+ &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& con
+ \macro{O\_CREATE} \\ \func{creat}
+ & &$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$&
+ con \macro{O\_TRUNC} \\ \func{exec}
+ &$\bullet$& & & & & & \\
+ \func{lchown}
+ & & &$\bullet$& & & & \\
+ \func{link}
+ & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
+ \func{mkdir}
+ &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
+ \func{mkfifo}
+ &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
+ \func{open}
+ &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& con
+ \macro{O\_CREATE} \\ \func{open}
+ & &$\bullet$&$\bullet$& & & & con
+ \macro{O\_TRUNC} \\ \func{pipe}
+ &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
+ \func{read}
+ &$\bullet$& & & & & & \\
+ \func{remove}
+ & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& using
+ \func{unlink}\\ \func{remove}
+ & & & & &$\bullet$&$\bullet$& using
+ \func{rmdir}\\ \func{rename}
+ & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& per entrambi
+ gli argomenti\\ \func{rmdir}
+ & & & & &$\bullet$&$\bullet$& \\
+ \func{truncate}, \func{ftruncate}
+ & &$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
+ \func{unlink}
+ & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
+ \func{utime}
+ &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
+ \func{write}
+ & &$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Effetti delle varie funzioni su tempi di ultimo accesso
+ \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
+ \textsl{(c)}}
+ \label{tab:filedir_times_effects}
+\end{table}
+
+Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
+creazione del file, usato da molti altri sistemi operativi, che in unix non
+esiste.
-\end{enumerate}
-Infine è bene avere presente che essendo file pure loro, esiste un numero di
-riferimenti anche per le directories; per cui se ad esempio a partire dalla
-situazione mostrata in \curfig\ creiamo una nuova directory \texttt{textdir}
-nella directory corrente avremo una situazione come quella in \nfig, dove per
-chiarezza abbiamo aggiunto dei numeri di inode.
+\subsection{La funzione \texttt{utime}}
+\label{sec:filedir_utime}
+
+I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere cambiati usando la
+funzione \func{utime}, il cui prototipo è:
+
+\begin{prototype}{utime.h}
+{int utime(const char * filename, struct utimbuf *times)}
-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{textdir}) e dalla voce \texttt{.}
-che è sempre inserita in ogni directory; questo vale sempre per ogni directory
-che non contenga a sua volta altre directories. Al contempo la directory da
-cui si era partiti avrà un numero di riferiementi di almeno tre, in quanto
-adesso sarà referenziata anche dalla voce \texttt{..} di \texttt{textdir}.
+Cambia i tempi di ultimo accesso e modifica dell'inode specificato da
+\var{filename} secondo i campi \var{actime} e \var{modtime} di \var{times}. Se
+questa è \macro{NULL} allora viene usato il tempo corrente.
+
+La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 in caso di errore, nel
+qual caso \var{errno} è settata opportunamente.
+\begin{errlist}
+\item \texttt{EACCESS} non si ha il permesso di scrittura sul file.
+\item \texttt{ENOENT} \var{filename} non esiste.
+\end{errlist}
+\end{prototype}
+
+La struttura \var{utimebuf} usata da \func{utime} è definita come:
+\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
+struct utimbuf {
+ time_t actime; /* access time */
+ time_t modtime; /* modification time */
+};
+\end{lstlisting}
+
+L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
+cosa è l'argomento \var{times}; se è \textit{NULL} la funzione setta il tempo
+corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece si è
+specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari del
+file (o si hanno i privilegi di amministratore).
+
+Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
+cambiamento di stato del file, che viene comunque cambiato dal kernel tutte le
+volte che si modifica l'inode (quindi anche alla chiamata di \func{utime}).
+Questo serve anche come misura di sicurezza per evitare che si possa
+modificare un file nascondendo completamente le proprie tracce. In realtà la
+cosa resta possibile, se si è in grado di accedere al device, scrivendo
+direttamente sul disco senza passare attraverso il filesystem, ma ovviamente è
+molto più complicato da realizzare.
+
+
+
+
+
+
+\section{La manipolazione di file e directory}
+
+Come già accennato in \secref{sec:fileintr_filesystem} in un sistema unix-like
+i file hanno delle caratteristiche specifiche dipendenti dall'architettura del
+sistema, esamineremo qui allora le funzioni usate per la creazione di link
+simbolici e diretti e per la gestione delle directory, approfondendo quanto
+già accennato in precedenza.
\subsection{Le funzioni \texttt{link} e \texttt{unlink}}
-\label{sec:filedir_link}
+\label{sec:fileintr_link}
-Una delle caratteristiche usate quando si opera con i file è quella di poter
+Una delle caratteristiche comuni a vari sistemi operativi è quella di poter
creare dei nomi fittizi (alias o collegamenti) per potersi riferire allo
stesso file accedendovi da directory diverse. Questo è possibile anche in
ambiente unix, dove tali collegamenti sono usualmente chiamati \textit{link},
ma data la struttura del sistema ci sono due metodi sostanzialmente diversi
per fare questa operazione.
-Come si è appena detto l'accesso al contenuto di un file su disco avviene
-attraverso il suo inode, e il nome che si trova in una directory è solo una
-etichetta associata ad un puntatore a detto inode. Questo significa che la
-realizzazione di un link è immediata in quanto uno stesso file può avere tanti
-nomi diversi allo stesso tempo, dati da altrettante diverse associazioni allo
-stesso inode; si noti poi che nessuno di questi nomi viene ad assumere una
-particolare preferenza rispetto agli altri.
+Come spiegato in \secref{sec:fileintr_architecture} l'accesso al contenuto di
+un file su disco avviene attraverso il suo inode, e il nome che si trova in
+una directory è solo una etichetta associata ad un puntatore a detto inode.
+Questo significa che la realizzazione di un link è immediata in quanto uno
+stesso file può avere tanti nomi diversi allo stesso tempo, dati da
+altrettante diverse associazioni allo stesso inode; si noti poi che nessuno di
+questi nomi viene ad assumere una particolare preferenza rispetto agli altri.
Per aggiungere un nome ad un inode si utilizza la funzione \texttt{link}; si
suole chiamare questo tipo di associazione un collegamento diretto (o
-\textit{hard link}). Il prototipo della funzione e le sue caratteritiche
+\textit{hard link}). Il prototipo della funzione e le sue caratteristiche
principali, come risultano dalla man page, sono le seguenti:
\begin{prototype}{unistd.h}
-{int link(const char * oldname, const char * newname)}
- Crea un nuovo collegamento diretto al file indicato da \texttt{oldname}
- dandogli nome \texttt{newname}.
+{int link(const char * oldpath, const char * newpath)}
+ Crea un nuovo collegamento diretto al file indicato da \texttt{oldpath}
+ dandogli nome \texttt{newpath}.
- La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un errore, in caso
- di errore. La variabile \texttt{errno} viene settata secondo i seguenti
- codici di errore:
+ La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 in caso di errore. La
+ variabile \texttt{errno} viene settata opportunamente, i principali codici
+ di errore sono:
\begin{errlist}
- \item \texttt{EXDEV} \texttt{oldname} e \texttt{newname} non sono sullo
+ \item \texttt{EXDEV} \texttt{oldpath} e \texttt{newpath} non sono sullo
stesso filesystem.
- \item \texttt{EPERM} il filesystem che contiene \texttt{oldname} e
- \texttt{newname} non supporta i link diretti.
- \item \texttt{EACCESS}
- Non c'è il permesso di scrittura per la directory in cui si vuole creare
- il nuovo link.
- \item \texttt{EEXIST} Un file (o una directory) con quel nome esiste di
+ \item \texttt{EPERM} il filesystem che contiene \texttt{oldpath} e
+ \texttt{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
+ \item \texttt{EEXIST} un file (o una directory) con quel nome esiste di
già.
- \item \texttt{EMLINK} Ci sono troppi link al file \texttt{oldname} (il
+ \item \texttt{EMLINK} ci sono troppi link al file \texttt{oldpath} (il
numero massimo è specificato dalla variabile \texttt{LINK\_MAX}, vedi
- \secref{sec:xxx_limits}.
- \item \texttt{ENOSPC} La directory in cui si vuole creare il link è piena e
- non può essere ampliata.
- \item \texttt{EROFS} La directory su cui si vuole inserire il nuovo link è
- su un filesystem montato readonly.
+ \secref{sec:xxx_limits}).
\end{errlist}
+
\end{prototype}
La creazione di un nuovo collegamento diretto non copia il contenuto del file,
-ma si limita ad aumentare di uno il numero di referenze al file aggiungendo il
-nuovo nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può essere così
-richiamato in diverse directory.
+ma si limita ad aumentare di uno il numero di referenze al file (come si può
+controllare con il campo \var{st\_nlink} di \var{stat}) aggiungendo il nuovo
+nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può essere così richiamato in
+diverse directory.
-Per quanto dicevamo in \secref{sec:filedir_filesystem} la creazione del
+Per quanto dicevamo in \secref{sec:fileintr_filesystem} la creazione del
collegamento diretto è possibile solo se entrambi i pathname sono nello stesso
-filesytem; inoltre il filesystem deve supportare i collegamenti diretti (non è
+filesystem; inoltre il filesystem deve supportare i collegamenti diretti (non è
il caso ad esempio del filesystem \texttt{vfat} di windows).
La funzione opera sui file ordinari, come sugli altri oggetti del filesystem,
-ma solo l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad
-un'altra directory, questo lo si fa perché in questo caso è possibile creare
-dei cerchi nel filesystem (vedi \secref{sec:filedir_symlink}) che molti programmi
-non sono in grado di gestire e la cui rimozione diventa estremamente
-complicata (in genere occorre far girare il programma \texttt{fsck} per
-riparare il filesystem).
+in alcuni filesystem solo l'amministratore è in grado di creare un
+collegamento diretto ad un'altra directory, questo lo si fa perché in questo
+caso è possibile creare dei circoli nel filesystem (vedi
+\secref{sec:fileintr_symlink}) che molti programmi non sono in grado di
+gestire e la cui rimozione diventa estremamente complicata (in genere occorre
+far girare il programma \texttt{fsck} per riparare il filesystem); data la sua
+pericolosità in generale nei filesystem usati in Linux questa caratteristica è
+stata disabilitata, e la funzione restituisce l'errore \texttt{EPERM}.
La rimozione di un file (o più precisamente della voce che lo referenzia) si
effettua con la funzione \texttt{unlink}; il suo prototipo è il seguente:
-\begin{prototype}{unistd.h}{int unlink(const char * filename)}
+\begin{prototype}{unistd.h}{int unlink(const char * pathname)}
Cancella il nome specificato dal pathname nella relativa directory e
decrementa il numero di riferimenti nel relativo inode. Nel caso di link
simbolico cancella il link simbolico; nel caso di socket, fifo o file di
qual caso il file non viene toccato. La variabile \texttt{errno} viene
settata secondo i seguenti codici di errore:
\begin{errlist}
- \item \texttt{EACCESS} Non c'è il permesso di scrittura per la directory in
- cui si vuole creare il nuovo link o una delle directory del pathname non
- consente la ricerca (permesso di esecuzione).
- \item \texttt{EPERM} il pathname indica una directory o il filesystem che
- contiene \texttt{filename} non consente l'operazione.
- \item \texttt{EROFS} \texttt{filename} è su un filesystem montato in sola
- lettura.
- \item \texttt{EFAULT} la stringa \texttt{filename} è fuori dello spazio di
- indirizzi del processo.
- \item \texttt{ENAMETOOLONG} il pathname è troppo lungo.
- \item \texttt{ENOENT} Uno dei componenti del pathname non esiste o è un link
- simbolico spezzato.
- \item \texttt{ENOTDIR} Uno dei componenti del pathname non è una directory.
- \item \texttt{EISDIR} il pathname indica una directory.
- \item \texttt{ENOMEM} Memoria insufficiente nel kernel.
- \item \texttt{ELOOP} Ci sono troppi link simbolici nella risoluzione del
- pathname.
- \item \texttt{EIO} Errore di input/output.
+ \item \texttt{EISDIR} \var{pathname} si riferisce ad una directory
+ (valore specifico ritornato da linux che non consente l'uso di
+ \texttt{unlink} con le directory, e non conforme allo standard POSIX, che
+ prescrive invece l'uso di \texttt{EPERM} in caso l'operazione non sia
+ consnetita o il processo non abbia privilegi sufficienti).
+ \item \texttt{EROFS} \var{pathname} è su un filesystem montato in sola
+ lettura.
+ \item \texttt{EISDIR} \var{pathname} fa riferimento a una directory.
\end{errlist}
\end{prototype}
applicata).
Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione
-della nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di
-riferimenti nell'inode deve essere una operazione atomica (cioè non
-interrompibile da altri) processi, per questo entrambe queste funzioni sono
-realizzate tramite una singola system call.
+della nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
+nell'inode deve essere una operazione atomica (cioè non interrompibile da
+altri) processi, per questo entrambe queste funzioni sono realizzate tramite
+una singola system call.
Si ricordi infine che il file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
i riferimenti ad esso sono stati cancellati, solo quando il \textit{link
crash dei programmi; la tecnica è quella di aprire il file e chiamare
\texttt{unlink} subito dopo.
-Al contrario di quanto avviene con altri unix in linux non è possibile usare
-\texttt{unlink} per cancellare una directory
-
-
-
\subsection{Le funzioni \texttt{remove} e \texttt{rename}}
-\label{sec:filedir_cre_canc}
-
+\label{sec:fileintr_remove}
+
+Al contrario di quanto avviene con altri unix in Linux non è possibile usare
+\texttt{unlink} sulle directory, per cancellare una directory si può usare la
+funzione \texttt{rmdir} (vedi \secref{sec:filedir_dir_creat_rem}), oppure la
+funzione \texttt{remove}. Questa è la funzione prevista dallo standard ANSI C
+per cancellare un file o una directory (e funziona anche per i sistemi che non
+supportano i link diretti), che per i file è identica alla \texttt{unlink} e
+per le directory è identica alla \texttt{rmdir}:
+
+\begin{prototype}{stdio.h}{int remove(const char *pathname)}
+ Cancella un nome dal filesystem. Usa \texttt{unlink} per i file e
+ \texttt{rmdir} per le directory.
+
+ La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un errore, nel
+ qual caso il file non viene toccato. Per i codici di errori vedi quanto
+ riportato nella descrizione di \texttt{unlink} e \texttt{rmdir}.
+\end{prototype}
+Per cambiare nome ad un file si usa invece la funzione \texttt{rename}, il
+vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
+\texttt{unlink} e \texttt{link} è che l'operazione è eseguita atomicamente, in
+questo modo non c'è la possibilità che un processo che cerchi di accedere al
+nuovo nome dopo che il vecchio è stato cambiato lo trovi mancante.
+\begin{prototype}{stdio.h}
+{int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
+ Rinomina un file, spostandolo fra directory diverse quando richiesto.
+ La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un errore, nel
+ qual caso il file non viene toccato. La variabile \texttt{errno} viene
+ settata secondo i seguenti codici di errore:
+ \begin{errlist}
+ \item \texttt{EISDIR} \texttt{newpath} è una directory già esistente mentre
+ \texttt{oldpath} non è una directory.
+ \item \texttt{EXDEV} \texttt{oldpath} e \texttt{newpath} non sono sullo
+ stesso filesystem.
+ \item \texttt{ENOTEMPTY} \texttt{newpath} è una directory già esistente e
+ non vuota.
+ \item \texttt{EBUSY} o \texttt{oldpath} o \texttt{newpath} sono in uso da
+ parte di qualche processo (come directory di lavoro o come root) o del
+ sistema (come mount point).
+ \item \texttt{EINVAL} \texttt{newpath} contiene un prefisso di
+ \texttt{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory
+ come sottodirectory di se stessa.
+ \item \texttt{EMLINK} \texttt{oldpath} ha già il massimo numero di link
+ consentiti o è una directory e la directory che contiene \texttt{newpath}
+ ha già il massimo numero di link.
+ \item \texttt{ENOTDIR} Uno dei componenti dei pathname non è una directory
+ o\texttt{oldpath} è una directory e \texttt{newpath} esiste e non è una
+ directory.
+ \item \texttt{EFAULT} o \texttt{oldpath} o \texttt{newpath} è fuori dello
+ spazio di indirizzi del processo.
+ \item \texttt{EACCESS} Non c'è il permesso di scrittura per la directory in
+ cui si vuole creare il nuovo link o una delle directory del pathname non
+ consente la ricerca (permesso di esecuzione).
+ \item \texttt{EPERM} le directory contenenti \texttt{oldpath} o
+ \texttt{newpath} hanno lo sticky bit attivo e i permessi del processo non
+ consentono rispettivamente la cancellazione e la creazione del file, o il
+ filesystem non supporta i link.
+ \item \texttt{ENAMETOOLONG} uno dei pathname è troppo lungo.
+ \item \texttt{ENOENT} Uno dei componenti del pathname non esiste o è un link
+ simbolico spezzato.
+ \item \texttt{ENOMEM} il kernel non ha a disposizione memoria sufficiente a
+ completare l'operazione.
+ \item \texttt{EROFS} I file sono su un filesystem montato in sola lettura.
+ \item \texttt{ELOOP} Ci sono troppi link simbolici nella risoluzione del
+ pathname.
+ \item \texttt{ENOSPC} Il device di destinazione non ha più spazio per la
+ nuova voce.
+ \end{errlist}
+\end{prototype}
\subsection{I link simbolici}
-\label{sec:filedir_sym_link}
+\label{sec:fileintr_symlink}
Siccome la funzione \texttt{link} crea riferimenti agli inodes, essa può
funzionare soltanto per file che risiedono sullo stesso filesystem, dato che
in questo caso è garantita l'unicità dell'inode, e solo per un filesystem di
-tipo unix. Inoltre in linux non è consentito eseguire un link diretto ad una
+tipo unix. Inoltre in Linux non è consentito eseguire un link diretto ad una
directory.
Per ovviare a queste limitazioni i sistemi unix supportano un'altra forma di
ad una \texttt{open} o una \texttt{stat} su un link simbolico comporta la
lettura del contenuto del medesimo e l'applicazione della funzione al file
specificato da quest'ultimo. Invece altre funzioni come quelle per cancellare
-o rinominare i file operano direttamente sul link simbolico. Inoltre esistono
-funzioni apposite, come la \texttt{readlink} e la \texttt{lstat} per accedere
-alle informazioni del link invece che a quelle del file a cui esso fa
-riferimento.
+o rinominare i file operano direttamente sul link simbolico (per l'elenco vedi
+\ntab). Inoltre esistono funzioni apposite, come la \texttt{readlink} e la
+\texttt{lstat} per accedere alle informazioni del link invece che a quelle del
+file a cui esso fa riferimento.
Le funzioni per operare sui link simbolici sono le seguenti, esse sono tutte
dichiarate nell'header file \texttt{unistd.h}.
\end{errlist}
\end{prototype}
+Dato che la funzione \texttt{open} segue i link simbolici, è necessaria usare
+un'altra funzione quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico,
+questa funzione è la:
+
+\begin{prototype}{unistd.h}
+{int readlink(const char * path, char * buff, size\_t size)}
+ Legge il contenuto del link simbolico indicato da \texttt{path} nel buffer
+ \texttt{buff} di dimensione \texttt{size}. Non chiude la stringa con un
+ carattere nullo e la tronca a \texttt{size} nel caso il buffer sia troppo
+ piccolo per contenerla.
+
+ La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro \texttt{buff} o
+ -1 per un errore, in caso di errore. La variabile \texttt{errno} viene
+ settata secondo i codici di errore:
+ \begin{errlist}
+ \item \texttt{EEXIST} Un file (o una directory) con quel nome esiste di
+ già.
+ \item \texttt{EROFS} La directory su cui si vuole inserire il nuovo link è
+ su un filesystem montato readonly.
+ \item \texttt{ENOSPC} La directory o il filesystem in cui si vuole creare il
+ link è piena e non c'è ulteriore spazio disponibile.
+ \item \texttt{ELOOP} Ci sono troppi link simbolici nella risoluzione di
+ \texttt{oldname} o di \texttt{newname}.
+ \end{errlist}
+\end{prototype}
+
+In \ntab\ si è riportato un elenco dei comportamenti delle varie funzioni che
+operano sui file rispetto ai link simbolici; specificando quali seguono il
+link simbolico e quali possono operare direttamente sul suo contenuto.
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
+ \hline
+ Funzione & Segue il link & Non segue il link \\
+ \hline
+ \hline
+ \func{access} & $\bullet$ & \\
+ \func{chdir} & $\bullet$ & \\
+ \func{chmod} & $\bullet$ & \\
+ \func{chown} & & $\bullet$ \\
+ \func{creat} & $\bullet$ & \\
+ \func{exec} & $\bullet$ & \\
+ \func{lchown} & $\bullet$ & $\bullet$ \\
+ \func{link} & & \\
+ \func{lstat} & & $\bullet$ \\
+ \func{mkdir} & $\bullet$ & \\
+ \func{mkfifo} & $\bullet$ & \\
+ \func{mknod} & $\bullet$ & \\
+ \func{open} & $\bullet$ & \\
+ \func{opendir} & $\bullet$ & \\
+ \func{pathconf} & $\bullet$ & \\
+ \func{readlink} & & $\bullet$ \\
+ \func{remove} & & $\bullet$ \\
+ \func{rename} & & $\bullet$ \\
+ \func{stat} & $\bullet$ & \\
+ \func{truncate} & $\bullet$ & \\
+ \func{unlink} & & $\bullet$ \\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Uso dei link simbolici da parte di alcune funzioni.}
+ \label{tab:filedir_symb_effect}
+\end{table}
+si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
+con i file descriptor, in quanto la gestione del link simbolico viene in
+genere effttuata dalla funzione che restituisce il file descriptor
+(normalmente la \func{open}).
+
+\begin{figure}[htb]
+ \centering
+ \includegraphics[width=5cm]{img/link_loop.eps}
+ \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
+ \label{fig:filedir_link_loop}
+\end{figure}
+
+Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
+cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in \curfig, che riporta
+la struttura della directory \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo
+interno un link simbolico che punta di nuovo a \file{/boot}\footnote{Questo
+ tipo di loop è stato effettuato per poter permettere a \cmd{grub} (un
+ bootloader estremamente avanzato in grado di accedere direttamente
+ attraverso vari filesystem al file da lanciare come sistema operativo) di
+ vedere i file in questa directory, che è montata su una partizione separata
+ (e che grub vedrebbe come radice), con lo stesso path con cui verrebbero
+ visti dal sistema operativo.}.
+
+Questo può causare problemi per tutti quei programmi che effettuassero uno
+scan di una directory senza tener conto dei link simbolici, in quel caso
+infatti il loop nella directory
+
+Un secondo punto da tenere presente è che un link simbolico può essere fatto
+anche ad un file che non esiste; ad esempio possiamo creare un file temporaneo
+nella nostra directory con un link del tipo:
+\begin{verbatim}
+$ln -s /tmp/tmp_file temporaneo
+\end{verbatim}%$
+ma anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste. Aprendo in scrittura
+\file{temporaneo} questo verrà scritto; ma se cercassimo di accederlo in sola
+lettura (ad esempio con \cmd{cat}) otterremmo:
+\begin{verbatim}
+$ cat prova
+cat: prova: No such file or directory
+\end{verbatim}%$
+con un errore che sembra sbagliato, dato \cmd{ls} ci mostrerebbe l'esistenza
+di \file{temporaneo}.
+
\subsection{Le funzioni \texttt{mkdir} e \texttt{rmdir}}
\label{sec:filedir_dir_creat_rem}
Per creare una nuova directory si può usare la seguente funzione, omonima
-dell'analogo comando di shell \texttt{mkdir}; per accedere ai tipi usati
+dell'analogo comando di shell \texttt{mkdir}; per accedere ai tipi usati
programma deve includere il file \texttt{sys/types.h}.
\begin{prototype}{sys/stat.h}
\item \texttt{EACCESS}
Non c'è il permesso di scrittura per la directory in cui si vuole inserire
la nuova directory.
- \item \texttt{EEXIST} Un file (o una directory) con quel nome essite di già.
+ \item \texttt{EEXIST} Un file (o una directory) con quel nome esiste di già.
\item \texttt{EMLINK} La directory in cui si vuole creare la nuova directory
- contiene troppi file. Sotto linux questo normalmente non avviene perchè il
+ contiene troppi file. Sotto Linux questo normalmente non avviene perché il
filesystem standard consente la creazione di un numero di file maggiore di
quelli che possono essere contenuti nell'hard-disk, ma potendo avere a che
fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può presentarsi.
\subsection{Accesso alle directory}
\label{sec:filedir_dir_read}
-Benchè le directory siano oggetti del filesystem come tutti gli altri non ha
+Benché le directory siano oggetti del filesystem come tutti gli altri non ha
ovviamente senso aprirle come fossero dei file di dati. Può però essere utile
poterne leggere il contenuto ad esempio per fare la lista dei file che esse
contengono o ricerche sui medesimi.
specificare un puntatore nullo come \textit{buffer}, nel qual caso la
stringa sarà allocata automaticamente per una dimensione pari a
\texttt{size} qualora questa sia diversa da zero, o della lunghezza esatta
- del pathname altrimenti. In questo caso si deve ricordare di disallocara la
+ del pathname altrimenti. In questo caso si deve ricordare di disallocare la
stringa una volta cessato il suo utilizzo.
La funzione restituisce il puntatore \texttt{buffer} se riesce,
è nullo.
\item \texttt{ERANGE} L'argomento \texttt{size} è più piccolo della
lunghezza del pathname.
- \item \texttt{EACCES} Manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
+ \item \texttt{EACCESS} Manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
componenti del pathname (cioè su una delle directory superiori alla
corrente).
\end{errlist}
Di questa funzione esiste una versione \texttt{char * getwd(char * buffer)}
fatta per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare
la dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
-dimensione superiore a \texttt{PATH\_MAX} (di solito 256 byters, vedi
-\secref{sec:xxx_limits}; il problema è che in linux non esiste una dimensione
+dimensione superiore a \texttt{PATH\_MAX} (di solito 256 bytes, vedi
+\secref{sec:xxx_limits}; il problema è che in Linux non esiste una dimensione
superiore per un pathname, per cui non è detto che il buffer sia sufficiente a
contenere il nome del file, e questa è la ragione principale per cui questa
funzione è deprecata.
\begin{prototype}{unistd.h}{int chdir (const char * pathname)}
Come dice il nome (che significa \textit{change directory}) questa funzione
- serve a cambiare la directory di lavoro a quella speficata dal pathname
+ serve a cambiare la directory di lavoro a quella specificata dal pathname
contenuto nella stringa \texttt{pathname}.
\end{prototype}
\begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir (int filedes)}
Analoga alla precedente, ma usa un file descriptor invece del pathname.
-
+
Entrambe le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
errore, in caso di errore \texttt{errno} viene settata secondo i codici di
errore standard di accesso ai files (trattati in dettaglio in
\end{prototype}
-
-
-
-\section{La manipolazione delle caratteristiche dei files}
-\label{sec:filedir_infos}
-
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-
-\subsection{Le funzioni \texttt{stat}, \texttt{fstat} e \texttt{lstat}}
-\label{sec:filedir_stat}
-
-\subsection{I tipi di file}
-\label{sec:filedir_file_types}
-
-\subsection{La dimensione dei file}
-\label{sec:filedir_file_size}
-
-\subsection{I tempi dei file}
-\label{sec:filedir_file_times}
-
-\subsection{La funzione \texttt{utime}}
-\label{sec:filedir_utime}
-
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-
-\section{Il controllo di accesso ai file}
-\label{sec:filedir_access_control}
-
-
-\subsection{I flag \texttt{suid} e \texttt{sgid}}
-\label{sec:filedir_suid_sgid}
-
-\subsection{La titolarità di nuovi files e directory}
-\label{sec:filedir_ownership}
-
-\subsection{La funzione \texttt{access}}
-\label{sec:filedir_access}
-
-\subsection{La funzione \texttt{umask}}
-\label{sec:filedir_umask}
-
-\subsection{Le funzioni \texttt{chmod} e \texttt{fchmod}}
-\label{sec:filedir_chmod}
-
-\subsection{Il flag \texttt{stiky}}
-\label{sec:filedir_stiky}
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-\subsection{Le funzioni \texttt{chown}, \texttt{fchown} e \texttt{lchown}}
-\label{sec:filedir_chown}
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-%La struttura fondamentale che contiene i dati essenziali relativi ai file è il
-%cosiddetto \textit{inode}; questo conterrà informazioni come il
-%tipo di file (file di dispositivo, directory, file di dati, per un elenco
-%completo vedi \ntab), i permessi (vedi \secref{sec:file_perms}), le date (vedi
-%\secref{sec:file_times}).
-
projects / gapil.git / blobdiff