Appunti dalla conferenza
[gapil.git] / fileio.tex
index 053fd25308cef6833942ac4596d5e25beec7e85a..419877a21af55b911f88481c2aba421ec1983360 100644 (file)
@@ -1590,7 +1590,7 @@ fra \param{newfd} e \param{oldfd}, fallendo con un errore di \errval{EINVAL}.
 Come accennato in sez.~\ref{sec:file_open_close} tutte le operazioni di
 scrittura sono in genere bufferizzate dal kernel, che provvede ad effettuarle
 in maniera asincrona, ad esempio accorpando gli accessi alla stessa zona del
-disco, in un secondo tempo rispetto al momento della esecuzione della
+disco in un secondo tempo rispetto al momento della esecuzione della
 \func{write}.
 
 Per questo motivo quando è necessaria una sincronizzazione dei dati il sistema
@@ -1610,27 +1610,30 @@ dati dai buffer del kernel.  La prima di queste funzioni di sistema è
 \end{funcproto}
 
 I vari standard prevedono che la funzione si limiti a far partire le
-operazioni, ritornando immediatamente, con Linux fin dal kernel 1.3.20 invece
+operazioni ritornando immediatamente, con Linux invece, fin dal kernel 1.3.20,
 la funzione aspetta la conclusione delle operazioni di sincronizzazione. Si
 tenga presente comunque che questo non dà la garanzia assoluta che i dati
 siano integri dopo la chiamata, l'hardware dei dischi è in genere dotato di un
-suo meccanismo interno di bufferizzazione che può ritardare ulteriormente la
-scrittura effettiva.
+suo meccanismo interno di bufferizzazione che a sua volta può ritardare
+ulteriormente la scrittura effettiva.
 
 La funzione viene usata dal comando \cmd{sync} quando si vuole forzare
 esplicitamente lo scarico dei dati su disco, un tempo era invocata da un
 apposito demone di sistema (in genere chiamato \cmd{update}) che eseguiva lo
 scarico dei dati ad intervalli di tempo fissi.  Con le nuove versioni del
 kernel queste operazioni vengono gestite direttamente dal sistema della
-memoria virtuale, attraverso opportuni \textit{task} interni al kernel il cui
-comportamento può essere controllato attraverso il file
-\sysctlfiled{vm/bdflush}.\footnote{per il significato dei valori che si possono
-  scrivere in questo file si consulti la documentazione allegata ai sorgenti
-  del kernel nel file \file{Documentation/sysctl/vm.txt}, trattandosi di
-  argomenti di natura sistemistica non li prenderemo in esame.} Si tenga
-presente che la funzione di sistema \funcm{bdflush}, che un tempo veniva usata
-per queste impostazioni, è deprecata e causa semplicemente la stampa di un
-messaggio nei log del kernel, pertanto non la prenderemo in esame.
+memoria virtuale, attraverso opportuni \textit{task} interni al kernel. Nei
+kernel recenti questo comportamento può essere controllato con l'uso dei vari
+file \texttt{dirty\_*} in \sysctlfiled{vm/}.\footnote{si consulti la
+  documentazione allegata ai sorgenti del kernel nel file
+  \file{Documentation/sysctl/vm.txt}, trattandosi di argomenti di natura
+  sistemistica non li prenderemo in esame.}
+
+Si tenga presente che la funzione di sistema \funcm{bdflush}, che un tempo
+veniva usata per controllare lo scaricamento dei dati, è deprecata a partire
+dal kernel 2.6 e causa semplicemente la stampa di un messaggio nei log del
+kernel, e non è più presente dalle \acr{glibc} 2.23, pertanto non la
+prenderemo in esame.
 
 Quando si vogliano scaricare i dati di un singolo file, ad esempio essere
 sicuri che i dati di un database siano stati registrati su disco, si possono
@@ -1648,11 +1651,17 @@ prototipi sono:
 {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{EDQUOT}] si è superata un quota disco durante la
+    sincronizzazione.
   \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un file speciale che non supporta la
+    sincronizzazione (talvolta anche \errval{EROFS}).
+  \item[\errcode{EIO}] c'è stato un errore di I/O durante la sincronizzazione,
+    che in questo caso può derivare anche da scritture sullo stesso file
+    eseguite su altri file descriptor.
+  \item[\errcode{ENOSPC}] si è esaurito lo spazio disco durante la
     sincronizzazione.
   \end{errlist}
-  ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EIO} e \errval{EROFS} nel loro
-  significato generico.}
+  ed inoltre \errval{EBADF} nel suo significato generico.}
 \end{funcproto}
 
 Entrambe le funzioni forzano la sincronizzazione col disco di tutti i dati del
@@ -1674,6 +1683,12 @@ directory.\footnote{in realtà per il filesystem \acr{ext2}, quando lo si monta
   con l'opzione \cmd{sync}, il kernel provvede anche alla sincronizzazione
   automatica delle voci delle directory.}
 
+La funzione può restituire anche \errval{ENOSPC} e \errval{EDQUOT} per quei
+casi in cui l'allocazione dello spazio disco non viene effettuata
+all'esecuzione di una \func{write} (come NFS o altri filesystem di rete) per
+cui l'errore viene rilevato quando la scrittura viene effettivamente
+eseguita.
+
 L'uso di \func{sync} presenta in certi casi, quando ci sono più filesystem
 montati, problemi di prestazioni dovute al fatto che la funzione provoca la
 sincronizzazione dei dati su tutti quanti i filesystem, anche quando
@@ -1713,61 +1728,64 @@ filesystem su cui il file ad esso corrispondente si trova.
 
 \itindbeg{at-functions}
 
-Un problema generale che si pone con l'uso della funzione \func{open}, così
-come per le altre funzioni che prendono come argomenti dei \textit{pathname}
-relativi, è la possibilità, quando un \textit{pathname} relativo non fa
-riferimento ad un file posto direttamente nella directory di lavoro corrente,
-che alcuni dei componenti del \textit{pathname} vengano modificati in
-parallelo alla chiamata a \func{open}, cosa che lascia aperta la possibilità
-di una \textit{race condition} in cui c'è spazio per un \textit{symlink
-  attack} (si ricordi quanto visto per \func{access} in
-sez.~\ref{sec:file_perm_management}).
+Un problema generico che si pone con l'uso della funzione \func{open}, così
+come con le altre funzioni che prendono come argomenti dei \textit{pathname},
+è la possibilità, quando si usa un \textit{pathname} che non fa riferimento
+diretto ad un file posto nella directory di lavoro corrente, che alcuni dei
+componenti dello stesso vengano modificati in parallelo alla chiamata a
+\func{open}, cosa che lascia aperta la possibilità di una \textit{race
+  condition} in cui c'è spazio per un \textit{symlink attack} (si ricordi
+quanto visto per \func{access} in sez.~\ref{sec:file_perm_management}). 
 
 Inoltre come già accennato, la directory di lavoro corrente è una proprietà
-del singolo processo; questo significa che quando si lavora con i
-\textit{thread} essa sarà la stessa per tutti, ma esistono molti casi in cui
-sarebbe invece utile che ogni singolo \textit{thread} avesse la sua directory
-di lavoro.
+associata al singolo processo; questo significa che quando si lavora con i
+\textit{thread} questa sarà sempre la stessa per tutti \textit{thread}, ed un
+cabiamento di directory di lavoro effettuato all'interno di un \textit{thread}
+verrà applicato a tutti, non esiste quindi con le funzioni classiche un modo
+semplice per far si che i singoli \textit{thread} possano aprire file usando
+una propria directory per risolvere i \textit{pathname} relativi.
 
 Per risolvere questi problemi, riprendendo una interfaccia già presente in
 Solaris, a fianco delle normali funzioni che operano sui file (come
 \func{open}, \func{mkdir}, ecc.) sono state introdotte delle ulteriori
-funzioni, dette anche ``\textit{at-functions}'' in quanto contraddistinte dal
-suffisso \texttt{at}, che permettono l'apertura di un file (o le rispettive
-altre operazioni) usando un \textit{pathname} relativo ad una directory
-specificata.\footnote{l'introduzione è avvenuta su proposta dello sviluppatore
-  principale della \acr{glibc} Urlich Drepper e le corrispondenti
-  \textit{system call} sono state inserite nel kernel a partire dalla versione
-  2.6.16, in precedenza era disponibile una emulazione che, sia pure con
-  prestazioni inferiori, funzionava facendo ricorso all'uso del filesystem
-  \textit{proc} con l'apertura del file attraverso il riferimento a
+funzioni di sistema, chiamate ``\textit{at-functions}'' in quanto quasi tutte
+sono contraddistinte dal suffisso \texttt{at}, che permettono l'apertura di un
+file (o le rispettive altre operazioni) usando un \textit{pathname} relativo
+ad una directory specificata.\footnote{l'introduzione è avvenuta su proposta
+  dello sviluppatore principale della \acr{glibc} Urlich Drepper e le
+  corrispondenti \textit{system call} sono state inserite nel kernel a partire
+  dalla versione 2.6.16, in precedenza era disponibile una emulazione che, sia
+  pure con prestazioni inferiori, funzionava facendo ricorso all'uso del
+  filesystem \textit{proc} con l'apertura del file attraverso il riferimento a
   \textit{pathname} del tipo di \texttt{/proc/self/fd/dirfd/relative\_path}.}
+
 Benché queste funzioni non siano presenti negli standard tradizionali esse
 sono state adottate da altri sistemi unix-like come Solaris, i vari BSD, fino
 ad essere incluse in una recente revisione (la POSIX.1-2008) dello standard
 POSIX.1. Con la \acr{glibc} per l'accesso a queste funzioni è necessario
-definire la macro \macro{\_ATFILE\_SOURCE}.
-
-L'uso di queste funzioni prevede una apertura iniziale della directory che
-sarà la base della risoluzione dei \textit{pathname} relativi che verranno
-usati in seguito, dopo di che si dovrà passare il relativo file descriptor
-alle varie funzioni che useranno quella directory come punto di partenza per
-la risoluzione. In questo modo, anche quando si lavora con i \textit{thread},
-si può mantenere una directory di lavoro diversa per ciascuno di essi.
-
-Questo metodo, oltre a risolvere i problemi di \textit{race condition},
-consente anche di ottenere aumenti di prestazioni significativi quando si
-devono eseguire molte operazioni su sezioni dell'albero dei file che prevedono
-delle gerarchie di sottodirectory molto profonde. Infatti in questo caso basta
-eseguire la risoluzione del \textit{pathname} della directory di partenza una
-sola volta (nell'apertura iniziale) e non tutte le volte che si deve accedere
-a ciascun file che essa contiene.
-
-La sintassi generale di queste nuove funzioni è che esse prevedono come primo
-argomento il file descriptor della directory da usare come base per la
+definire la macro \macro{\_ATFILE\_SOURCE} (attiva di default).
+
+L'uso di queste funzioni prevede una apertura iniziale della directory che si
+intende usare come base per la risoluzione dei \textit{pathname} relativi,
+dopo di che si dovrà passare il suddetto file descriptor alle stesse, che
+useranno quella directory come punto di partenza per la risoluzione. In questo
+modo, anche quando si lavora con i \textit{thread}, si può mantenere una
+directory di lavoro diversa per ciascuno di essi.
+
+Questo metodo, oltre a risolvere i problemi di \textit{race condition} dovuti
+al possibile cambiamento di uno dei componenti del \textit{pathname}, consente
+anche di ottenere aumenti di prestazioni significativi quando si devono
+eseguire molte operazioni su sezioni dell'albero dei file che prevedono delle
+gerarchie di sottodirectory molto profonde. Infatti in questo caso basta
+eseguire la risoluzione del \textit{pathname} di una qualunque directory di
+partenza una sola volta (nell'apertura iniziale) e non tutte le volte che si
+deve accedere a ciascun file che essa contiene. 
+
+La sintassi generale di queste nuove funzioni è l'utilizzo come primo
+argomento del file descriptor della directory da usare come base per la
 risoluzione dei nomi, mentre gli argomenti successivi restano identici a
-quelli della corrispondente funzione ordinaria. Se ad esempio prendiamo in
-esame la nuova funzione di sistema \funcd{openat}, avremo il prototipo:
+quelli della corrispondente funzione ordinaria. Come esempio prendiamo in
+esame la nuova funzione di sistema \funcd{openat}, il cui prototipo è:
 
 \begin{funcproto}{
 \fhead{fcntl.h}
@@ -1786,10 +1804,10 @@ esame la nuova funzione di sistema \funcd{openat}, avremo il prototipo:
 }  
 \end{funcproto}
 
-Il comportamento delle nuove funzioni è del tutto analogo a quello delle
-corrispettive classiche, con la sola eccezione del fatto che se fra i loro
-argomenti si utilizza un \textit{pathname} relativo questo sarà risolto
-rispetto alla directory indicata da \param{dirfd}. Qualora invece si usi un
+Il comportamento di \func{openat} è del tutto analogo a quello di \func{open},
+con la sola eccezione del fatto che se per l'argomento \pathname{pathname} si
+utilizza un \textit{pathname} relativo questo, sarà risolto rispetto alla
+directory indicata da \param{dirfd}. Qualora invece si usi un
 \textit{pathname} assoluto \param{dirfd} verrà semplicemente ignorato. Infine
 se per \param{dirfd} si usa il valore speciale \constd{AT\_FDCWD}, la
 risoluzione sarà effettuata rispetto alla directory di lavoro corrente del
@@ -1798,6 +1816,12 @@ processo. Si tenga presente però che questa, come le altre costanti
 usare occorrerà includere comunque questo file, anche per le funzioni che non
 sono definite in esso.
 
+Si tenga comunque presente che l'uso di \func{openat} non risolve in generale
+tutte le possibili \textit{race condition} legati all'apertura di un file,
+dopo un eventuale controllo di accesso o esistenza, ma consente comunque di
+difendersi da tutti gli attacchi eseguiti modificando le componenti superiori
+del suo \textit{pathname}. Inoltre una ...
+
 Così come il comportamento, anche i valori di ritorno e le condizioni di
 errore delle nuove funzioni sono gli stessi delle funzioni classiche, agli
 errori si aggiungono però quelli dovuti a valori errati per \param{dirfd}; in
@@ -1815,20 +1839,22 @@ di \param{dirfd} sarà completamente ignorato.
     \textbf{Funzione} &\textbf{Flags} &\textbf{Corrispondente} \\
     \hline
     \hline
+     \func{execveat}  &$\bullet$&\func{execve}  \\
      \func{faccessat} &$\bullet$&\func{access}  \\
      \funcm{fchmodat} &$\bullet$&\func{chmod}   \\
      \func{fchownat}  &$\bullet$&\func{chown},\func{lchown}\\
      \funcm{fstatat}  &$\bullet$&\func{stat},\func{lstat}  \\
-     \func{utimensat} &$\bullet$&\func{utimes},\func{lutimes}\\
      \func{linkat}    &$\bullet$\footnotemark&\func{link}    \\
      \funcm{mkdirat}  & --      &\func{mkdir}   \\
+     \funcm{mkfifoat} & --      &\func{mkfifo}  \\
      \funcm{mknodat}  & --      &\func{mknod}   \\
      \func{openat}    & --      &\func{open}    \\
      \funcm{readlinkat}& --     &\func{readlink}\\
      \funcm{renameat} & --      &\func{rename}  \\
+     \funcm{statx}    &$\bullet$&\func{stat}  \\
      \funcm{symlinkat}& --      &\func{symlink} \\
      \func{unlinkat}  &$\bullet$&\func{unlink},\func{rmdir}  \\
-     \funcm{mkfifoat} & --      &\func{mkfifo}  \\
+     \func{utimensat} &$\bullet$&\func{utimes},\func{lutimes}\\
     \hline
   \end{tabular}
   \caption{Corrispondenze fra le nuove funzioni ``\textit{at}'' e le
@@ -1850,8 +1876,6 @@ tab.~\ref{tab:file_atfunc_corr}, oltre al nuovo argomento iniziale, è prevista
 anche l'aggiunta di un ulteriore argomento finale, \param{flags}.
 
 
-
-
 % TODO trattare fstatat e con essa
 % TODO trattare anche statx, aggiunta con il kernel 4.11 (vedi
 % https://lwn.net/Articles/707602/ e