Храмцов П.Б. Открытые системы
Подождите немного. Документ загружается.
81
По достижении конца опций утилита getopts возвращает
положительный код завершения, а в OPTIND помещается номер первого
элемента командной строки, не являющегося опцией.
Если переменой OPTIND присваивается единица, осуществляется
(новый) разбор текущей командной строки (сформированной, быть
может, с помощью специальной встроенной команды set) или текущих
значений заданных при вызове getopts аргументов.
В качестве примера использования служебной программы getopts
рассмотрим фрагмент shell-процедуры cmd, где производится разбор
заданных при ее вызове опций (см. листинг 2.31).
while getopts :abo: c
do
case $c in
a | b) FLAG=$c;;
o) OARG=$OPTARG;;
?) printf "Использование: %s: [-a | -b] [-o выходной_файл]
[аргумент ...]\n" $0
exit 1;;
esac
done
shift $(($OPTIND - 1))
printf "Заданный флаг: %s\n" $FLAG
printf "Аргумент опции o: %s\n" $OARG
printf "Остаток командной строки: %s\n" "$*"
Листинг 2.31. Пример использования служебной программы
getopts.
Если вызвать shell-процедуру cmd любым из способов, показанных
в листинге 2.32, будет выдан результат, приведенный в листинге 2.33.
cmd -a -o f1.o,f2.o file1 -
cmd -ba -o f1.o,f2.o -- file1 -
cmd -o f1.o,f2.o -b -a file1 -
Листинг 2.32. Возможные варианты вызова shell-процедуры,
использующей служебную программу getopts.
Заданный флаг: a
Аргумент опции o: f1.o,f2.o
Остаток командной строки: file1 -
Листинг 2.33. Возможный результат работы shell-процедуры,
использующей служебную программу getopts.
Для разбора опций и их аргументов средствами языка C служит
функция getopt() и ассоциированные с ней внешние переменные (см.
листинг 2.34).
#include <unistd.h>
int getopt (int argc, char *const argv[],
const char *optstring);
extern char *optarg;
82
extern int optind, opterr, optopt;
Листинг 2.34. Описание функции getopt() и ассоциированных с
ней внешних переменных.
В общем и целом логика ее работа та же, что и у служебной
программы getopts (с соответствующим переименованием используемых
переменных). Аргументы argc и argv задают командную строку в том
виде, как она передается функции main(), optstring представляет собой
цепочку имен опций. Переменная optind (с начальным значением 1)
служит индексом в массиве argv []. Стандарт POSIX-2001 не
специфицирует, как именно getopt() разбирает несколько
расположенных поочередно (после одного знака минус) имен опций и
определяет, какие опции уже обработаны.
В итоге функция getopt() возвращает имя очередной опции из
числа перечисленных в цепочке optstring (если таковое удалось
выделить). При наличии у опции аргумента указатель на него
помещается в переменную optarg с соответствующим увеличением
значения optind.
Если у опции аргумент отсутствует, а на первом месте в optstring
задано двоеточие, оно и служит результатом.
Если встретилось имя опции, не перечисленное в optstring, или у
опции нет аргумента, а на первом месте в optstring задано не двоеточие,
то результатом станет знак вопроса.
В любой из перечисленных выше ошибочных ситуаций в
переменную optopt помещается имя "проблемной" опции. Кроме того, в
стандартный протокол выдается диагностическое сообщение по образу и
подобию утилиты getopts. Для подавления выдачи следует присвоить
переменной opterr нулевое значение.
Наконец, если при вызове getopt() указатель argv [optind] не
отмечает начало опции (например, он пуст или первый символ
указуемой цепочки отличен от знака минус), результат равен -1 как
признак того, что разбор опций закончен.
Следующий пример программы (см. листинг 2.35) возвращает нас
к рассмотренной выше shell-процедуре cmd. Он показывает, как можно
обработать командную строку вызова утилиты, допускающей
взаимоисключающие опции a и b, а также опцию o, которая должна
иметь аргумент.
/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
/* Программа разбирает опции вызвавшей ее командной строки */
/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main (int argc, char *argv []) {
int c; /* Имя анализируемой опции */
int aflg = 0; /* Признак того, что задана опция a */
int bflg = 0; /* Признак того, что задана опция b */
83
int errflg = 0; /* Флаг наличия ошибки в командной строке */
int flg = '?'; /* Флаг (a или b), заданный в командной строке */
char *ofile = NULL; /* Указатель на аргумент опции o */
/* Подавим стандартную диагностику */
/* независимо от первого символа */
/* цепочки имен опций */
opterr = 0;
while ((c = getopt (argc, argv, ":abo:")) != -1) {
switch (c) {
case 'a':
aflg++;
flg = c;
if (bflg) {
fprintf (stderr, "Опции a и b несовместимы\n");
errflg++;
}
break;
case 'b':
bflg++;
flg = c;
if (aflg) {
fprintf (stderr, "Опции a и b несовместимы\n");
errflg++;
}
break;
case 'o':
ofile = optarg;
break;
case ':':
fprintf (stderr, "Отсутствует аргумент опции -%c\n", optopt);
errflg++;
break;
case '?':
fprintf (stderr, "Недопустимая опция -%c\n", optopt);
errflg++;
break;
}
}
if (errflg) {
(void) fprintf (stderr, "Использование: %s: [-a | -b] [-o
выходной_файл] "
"[аргумент ...]\n", argv [0]);
return (1);
}
printf ("Заданный флаг: %c\n", flg);
84
printf ("Аргумент опции o: %s\n", ofile);
printf ("Остаток командной строки:");
for (; optind < argc; optind++) {
printf (" %s", argv [optind]);
}
printf ("\n");
return 0;
}
Листинг 2.35. Пример использования функции getopt().
Приведенная программа отличается от shell-процедуры cmd более
тщательным анализом ошибочных ситуаций и детальной диагностикой.
Данные, ассоциированные с пользователем
Операционная система, соответствующая стандарту POSIX,
должна поддерживать базу данных пользователей, в которой о каждом
из них хранится по крайней мере следующая информация:
• имя пользователя;
• числовой идентификатор пользователя;
• числовой идентификатор начальной группы;
• начальный рабочий каталог;
• начальная программа пользователя.
Поясним смысл перечисленных элементов данных.
Каждый зарегистрированный пользователь ОС имеет имя, которое
он указывает для целей идентификации при входе в систему. После
проведения идентификации и, как правило, аутентификации
пользователя, с ним ассоциируются (неотрицательные) числовые
идентификаторы пользователя и начальной группы. В отличие от имен,
ОС оперирует ими во всех случаях, кроме первоначальной
идентификации. Затем запускается начальная программа пользователя
(например, командный интерпретатор shell) с указанным начальным
рабочим каталогом.
Поля начального рабочего каталога и начальной программы
пользователя могут быть пустыми; в таком случае их трактовка зависит
от реализации. Обычно в системе определена подразумеваемая
начальная программа, в качестве которой обычно используется /bin/sh.
Пользователи объединяются в группы; каждый пользователь
является членом хотя бы одной из них. Для групп также существует база
данных, ее записи содержат по крайней мере следующие поля:
• имя группы;
• числовой идентификатор группы;
• список пользователей, которым разрешено становиться
членами данной группы.
В базе данных пользователей указывается идентификатор
начальной группы, в нее пользователь попадает сразу после входа в
систему. В процессе работы возможен переход в другую группу (см.
85
далее описание утилиты newgrp), однако на эти переходы наложены
ограничения в виде списка возможных членов группы.
С объектно-ориентированной точки зрения можно считать, что
класс "пользователь" предоставляет один метод - начальную программу.
Его можно применить для программирования определенных услуг.
Например, если нужно дать возможность любому человеку (не
обязательно зарегистрированному пользователю), оказавшемуся рядом
со свободным терминалом, узнать текущие дату и время, заводят
пользователя date с начальной программой /bin/date.
Опросить ассоциированные с пользователем данные (точнее,
идентификаторы и имена пользователя и начальной группы, а также
всех групп, членами которых ему разрешено быть, - так называемых
дополнительных групп) позволяет служебная программа
id [имя_пользователя]
Если имя_пользователя опущено, выдается информация о текущем
пользователе и его текущей группе.
Пример использования служебной программы id. Команда
id root
может выдать на стандартный вывод следующий результат:
uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root),
1(bin),2(daemon),3(sys),4(adm),6(disk),
10(wheel)
Числовой идентификатор 0 характеризует суперпользователя,
который в большинстве Unix-систем не подвержен контролю прав
доступа.
Входное имя текущего пользователя можно узнать также с
помощью утилиты
logname
и функции getlogin():
#include <unistd.h>
char *getlogin (void);
Отметим, что одному идентификатору пользователя может
соответствовать несколько записей в базе данных пользователей,
различающихся входными именами и, возможно, другими атрибутами;
logname и getlogin() выдают имя, под которым начат текущий сеанс
работы с ОС.
Над базой данных пользователей определены операции поиска по
идентификатору или имени пользователя, реализуемые, соответственно,
функциями getpwuid() и getpwnam() (см. листинг 3.1):
#include <pwd.h>
struct passwd *getpwuid (uid_t uid);
#include <pwd.h>
struct passwd *getpwnam (const char *name);
Листинг 3.1. Описание функций getpwuid() и getpwnam().
86
По стандарту структура passwd должна содержать по крайней мере
следующие поля, соответствующие описанным выше обязательным
элементам базы данных пользователей:
char *pw_name; /* Имя пользователя */
uid_t pw_uid; /* Числовой идентификатор
пользователя */
gid_t pw_gid; /* Числовой идентификатор
начальной группы */
char *pw_dir; /* Начальный рабочий
каталог */
char *pw_shell; /* Начальная программа
пользователя */
Типы uid_t и gid_t определяются в заголовочном файле
<sys/types.h>.
Приведем пример выдачи информации о текущем пользователе и
пользователе root с идентификатором 0 (см. листинг 3.2).
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <pwd.h>
#include <stdio.h>
/* Печать элемента базы данных пользователей */
static void print_pwent (const struct passwd *pw) {
printf ("Имя пользователя: %s\n", pw->pw_name);
printf ("Идентификатор пользователя: %d\n", pw->pw_uid);
printf ("Идентификатор группы: %d\n", pw->pw_gid);
printf ("Начальный каталог: %s\n", pw->pw_dir);
printf ("Начальная программа: %s\n", pw->pw_shell);
}
int main (void) {
char *lgnm; /* Имя текущего пользователя */
struct passwd *pw; /* Данные о текущем пользователе */
/* Поиск и печать информации о текущем пользователе */
if ((lgnm = getlogin ()) == NULL || (pw = getpwnam (lgnm)) ==
NULL) {
fprintf (stderr, "\nНе удалось найти информацию о текущем
пользователе\n");
return 1;
}
printf ("\nИнформация о текущем пользователе\n");
print_pwent (pw);
/* То же для пользователя root */
if ((pw = getpwuid ((uid_t) 0)) == NULL) {
fprintf (stderr, "\nНе удалось найти информацию о пользователе
root\n");
87
return 1;
}
printf ("\nИнформация о пользователе root\n");
print_pwent (pw);
return 0;
}
Листинг 3.2. Пример работы с базой данных пользователей.
По окончании работы этой программы может быть получен
следующий результат (см. листинг 3.3):
Информация о текущем пользователе
Имя пользователя: galat
Идентификатор пользователя: 108
Идентификатор группы: 3
Начальный каталог: /home/galat
Начальная программа: /bin/sh
Информация о пользователе root
Имя пользователя: root
Идентификатор пользователя: 0
Идентификатор группы: 0
Начальный каталог: /root
Начальная программа: /bin/bash
Листинг 3.3. Возможный результат работы с базой данных
пользователей.
Аналогичные функции имеются для поиска в базе данных групп -
getgrgid() и getgrnam() (см. листинг 3.4):
#include <grp.h>
struct group *getgrgid (gid_t gid);
#include <grp.h>
struct group *getgrnam (const char *name);
Листинг 3.4. Описание функций getgrgid() и getgrnam().
Структура group обязана содержать поля
char *gr_name;/* Имя группы */
gid_t gr_gid; /* Числовой идентификатор
группы */
char **gr_mem; /* Указатель на ограниченный
пустым указателем массив
символьных указателей на
имена пользователей,
которым разрешено
становиться членами
данной группы */
Применение функции getgrgid() отражено в листинге 3.5.
#include <sys/types.h>
#include <grp.h>
#include <stdio.h>
88
/* Печать списка пользователей, включенных в группу с заданным
идентификатором */
static int print_gr_mem (const gid_t gid) {
struct group *grp; /* Данные о группе */
char **c_gr_mem; /* Текущий указатель на имя члена группы */
char *c_gr_mem_name; /* Текущее имя члена группы */
if ((grp = getgrgid (gid)) == NULL) {
fprintf (stderr, "\nНе удалось найти информацию о группе с
идентификатором %d\n", gid);
return 1;
}
printf ("\nПользователи, включенные в группу с идентификатором
%d:\n", gid);
c_gr_mem = grp->gr_mem;
while ((c_gr_mem_name = *c_gr_mem++) != NULL) {
printf(" %-8.8s", c_gr_mem_name);
}
printf ("\n");
return 0;
}
int main (void) {
return print_gr_mem (1);
}
Листинг 3.5. Пример работы с базой данных групп.
Приведенная в качестве примера программа может привести к
результату, показанному в листинге 3.6:
Пользователи, включенные в группу
с идентификатором 1:
root bin daemon
Листинг 3.6. Возможный результат работы с базой данных
групп.
Для смены текущей группы пользователя предназначена
служебная программа newgrp (стандарт POSIX-2001 относит ее к числу
необязательных, входящих в расширение "Мобильность пользователей",
UP):
newgrp [-l] [группа]
Группа, в которую осуществляется переход, задается именем или
числовым идентификатором. Будучи вызванной без аргументов, утилита
newgrp возвращает пользователя в его начальную группу, заданную в
базе данных пользователей.
При смене группы порождается новый процесс, в рамках которого
запускается новый экземпляр командного интерпретатора, наследующий
у своего предшественника текущий каталог и значения переменных
окружения. При указании опции -l окружение формируется так, будто
пользователь заново вошел в систему.
89
Если пользователь не входит в список возможных членов новой
группы, при переходе в нее может запрашиваться пароль, однако в
стандарте POSIX-2001 этот аспект считается зависящим от реализации.
Более того, отмечается, что в базе данных групп нет удобных способов
задания паролей, поэтому их использование в приложениях не
приветствуется, а со временем пароли групп могут стать ненужными.
Служебные программы, обслуживающие взаимодействие
пользователей
Активными мы будем называть пользователей, работающих в
системе в некоторый момент времени.
Чтобы узнать, какие пользователи активны и за какими
терминалами они работают, можно воспользоваться служебной
программой
who
(заметим, что стандарт POSIX-2001 трактует ее как
необязательную, входящую в расширение "Мобильность
пользователей").
Выдача утилиты who может выглядеть, например, так (правый
столбец означает время входа в систему):
galat ttyS4 Aug 22 12:41
kost ttyS6 Aug 22 10:09
К той же дополнительной категории, что и who, принадлежат
утилиты write, talk и mesg (а также описанная выше служебная
программа newgrp).
После установления соединения утилита
write имя_пользователя [терминал]
позволяет построчно пересылать стандартный ввод отправителя на
терминал пользователя-получателя. Аргументы имя_пользователя и
терминал задаются в том виде, как их выводит служебная программа
who. Необязательный аргумент [терминал] нужен в тех случаях, когда
пользователь-получатель вошел в систему с нескольких терминалов.
Утилиту
talk имя_пользователя [терминал]
можно рассматривать как более современный аналог write,
поскольку она имеет экранный интерфейс и поддерживает двустороннее
взаимодействие активных пользователей.
С помощью служебной программы
mesg [y|n]
пользователь может разрешить или запретить установление
соединений со своим терминалом. При вызове без аргументов mesg
выдает текущий статус терминала.
Приведем пример употребления описанных служебных программ.
Рассылку сообщения-аргумента всем активным пользователям можно
реализовать посредством shell-процедуры (см. листинг 3.7).
who | while read a b c
90
do
write $a $b << !
$1 !
done
Листинг 3.7. Пример использования утилит who и write.
Обратим внимание на использование во вставке значения
аргумента shell-процедуры.
Базовым средством обеспечения почтового взаимодействия между
пользователями, согласно стандарту POSIX-2001, является служебная
программа mailx. Она позволяет и отправлять, и получать письма. В
первом случае ее следует вызывать командной строкой
mailx [-s тема] адрес ...
во втором -
mailx -e
или
mailx [опция ...]
или
mailx -f [опция ...] [почтовый_ящик]
В процессе отправки текст письма читается со стандартного ввода.
При получении всеми указанными выше способами, кроме последнего,
проверяется системный почтовый ящик, выделенный текущему
пользователю, а при наличии опции -f в качестве почтового ящика
используется явно заданный файл. Опция -e предписывает только
проверить почтовый ящик и, если он не пуст, вернуть код успеха.
В режиме получения можно отправлять письма и управлять
содержимым почтового ящика (для чего утилита mailx предоставляет
весьма богатый набор команд), однако поддержку этого режима
стандарт POSIX-2001 относит к числу необязательных возможностей.
При отправке писем shell-процедурами часто пользуются
вставками (см. листинг 3.8):
address=...
. . .
mailx $address << !
. . .
текст письма
. . .
!
Листинг 3.8. Пример использования вставки для
формирования письма.
Разумеется, интерактивные пользователи редко применяют
утилиту mailx напрямую; для работы с почтой практически во всех ОС
имеются средства с более дружественным интерфейсом.