Linux － 访问系统信息

passwd文件

passwd 是一个文本文件，用于定义系统的用户账号，该文件位于“/etc”目录下

包含一个系统账户列表，给出每个账户一些有用的信息，例如，用户 ID、组 ID、主目录、shell等

由于所有用户都对passwd有读权限，所以该文件中只定义用户账号，而不保存口令

passwd文件中每行定义一个用户账号，一行中又划分为多个字段定义用户的账号的不同属性，各字段用“：”隔开

passwd文件字段说明

account
使用者在系统中的名字，它不能包含大写字母
password
用户口令，出于安全考虑，不使用该字段保存口令，而用字母“x”来填充该字段，真正的密码保存在shadow文件
UID
用户 ID 号，惟一表示某用户的数字
GID
用户所属的私有组号，该数字对应group文件中的GID
GECOS
这字段是可选的，通常用于保存用户命名的信息
Directory
用户的主目录，用户成功登录后的默认目录
shell
用户所使用的shell，如该字段为空则使用“/bin/sh”

shadow文件

每行定义一个用户信息，行中各字段各字段用“：”隔开
为进一步提高安全性，shadow文件中保存的是已加密的口令
登录名
加密口令
口令上次更改时距1970年1月1日的天数
口令更改后不可以更改的天数
口令更改后必须再更改的天数(有效期)
口令失效前警告用户的天数
口令失效后距账号被查封的天数
账号被封时距1970年1月1日的天数
保留未用

存取passwd文件信息的函数

根据uid或登录名查看相关记录
头文件
#include <sys/types.h>
#include <pwd.h>
函数
struct passwd *getpwuid(uid_t uid);
struct passwd *getpwnam(const char *name);
返回值
成功返回指针
出错返回NULL

查看整个口令文件
头文件
#include <sys/types.h>
#include <pwd.h>
函数
struct passwd *getpwent(void);
从密码文件（/etc/passwd）中读取一项用户数据
第一次调用时会取得第一位用户数据，之后每调用一次就会返回下一项数据
直到已无任何数据时返回NULL
void setpwent(void);
void endpwent(void);

group文件

逻辑地组织用户账号集合的途径，允许用户在组内共享文件
系统上的每一个文件都有一个用户和一个组的属主，使用“ls –l”命令可以看到每一个文件的属主和组
每个组在/etc/group文件中有一行记录，格式如下
groupname : passwd : GID : userlist
group字段说明
groupname：是组的名字
passwd：组的加密口令
GID：系统区分不同组的ID，在/etc/passwd域中的GID域是用这个数来指定用户的缺省组
userlist：用“，”分开的用户名，列出的是这个组 的成员

用户组口令文件（gshadow）

用于定义用户组口令、组管理员等信息
该文件只有root用户可以读取
gshadow文件中每行定义一个用户组信息，行中各字段间用“：”分隔，每行记录的格式为
groupname : encrypted password: group administrators: group members
各字段含义
groupname：用户组名称，该字段与group文件中的组名称    对应
encrypted password：用户组口令，该字段用于保存已加密的口令
group administrators：组的管理员账号，管理员有权对该组添加删除账号
group members：属于该组的用户成员列表，列表中多个用户间用“，”分隔

存取group文件信息的函数

根据gid或组名查看相关记录
头文件
#include <sys/types.h>
#include <grp.h>
函数
struct group *getgruid(gid_t gid);
struct group *getgrnam(const char *name);
返回值
若成功为指针
若出错为NULL

查看整个组文件
头文件
#include <sys/types.h>
#include <grp.h>
函数
struct group *getgrent(void);
返回值
若成功为指针
若出错或到达文件尾端为NULL
void setgrent(void);
void endgrent(void);

命令行参数

main()函数
int main(int argc, char *argv[]);
参数说明
argc：命令行中的字符串个数
argv[ ]：指向命令行中的各个字符串
场景举例
命令行
test how are you
参数值
argc=4
argv[0] 保存字符串"test"的首地址argv[1]保存字符串"how"的首地址argv[2]保存字符串"are"的首地址argv[3]保存字符串"you"的首地址

getopt()函数

功能
分析命令行参数，返回argv中下一个选项字符，此参数会对应参数optstring 中的字母.

函数原型
int getopt(int argc, char * const argv[ ], const char * optstring);

参数说明
argc由main()传递的参数个数。
argv传递的参数内容。
optstring 代表欲处理的选项字符串。

返回值
找到符合的参数，返回此参数字母。
参数不包含在参数optstring 的选项字母，返回“?”字符。
分析结束，返回-1

参数说明
参数argc和argv来源与main()函数
opstring：欲处理的选项字符串
如果opstring里的字母后接单个冒号“:”，则表示还有相关的参数，参数紧跟在选项后或者以空格隔开，全域变量optarg 将指向此额外参数 
如果opstring后跟两个冒号，表示该选项后必须跟一个参数，参数必须紧跟在选项后不能以空格隔开
如果getopt()找不到符合的参数则会印出错信息，并将全域变量optopt设为“?”字符
若不希望getopt()印出错信息，只要将全域变量opterr设为0即可

getopt()函数依赖的全局变量

extern char *optarg
选项的参数指针
extern int optind
下一次调用getopt时，从optind存储位置处重新开始检查选项
extern int opterr
当opterr=0时，getopt不向stderr输出错误信息
extern int optopt
当命令行选项字符不包括在optstring中或选项缺少必要的参数时，该选项存储在optopt中，getopt返回‘？’

getopt()函数调用形式分析

getopt处理以‘-’开头的命令行参数
optstring="ab:c::d::"
命令行为getopt.exe -a -b host –ckeke -d haha 
-a就是选项元素，去掉‘-’，a就是选项
host是b的参数，keke是c的参数
haha并不是d的参数，因为它们中间有空格隔开

环境变量

基本函数
头文件
#include <stdlib.h>
函数原型
char *getenv(const char *name);
int putenv(char *string);
int setenv(const char *name, const char *value, int overwirte);
void unsetenv(const char *name);

getenv()函数

功能
访问指定的一个环境变量

函数原型
char* getenv(const char *name)

参数说明
name：需要访问的变量名字

返回值
访问的环境变量存在：返回一个字符串。
否则，返回NULL。

putenv()函数

功能
把字符串加到当前环境中 
用来改变或增加环境变量的内容
函数原型
int putenv(char *string)
参数说明
string ：环境变量的内容
返回值
执行成功，返回0
否则，返回-1。
错误代码
ENOMEM, 内存不足

setenv()函数

功能
用来改变或增加环境变量的内容
函数原型
int setenv(const char *name, const char *value, int overwirte)
参数说明
name: 环境变量名称字符串
value: 环境变量内容
overwirte:决定是否要改变已存在的环境变量
如果overwrite不为0，而该环境变量原已有内容，则原内容会被改为参数value所指的变量内容。
如果overwrite为0，且该环境变量已有内容，则参数value会被忽略
返回值
执行成功，返回0
否则，返回-1。
错误代码
ENOMEM, 内存不足

unsetenv()函数

功能
清除某个特定的环境变量
函数原型
int unsetenv(const char *name)
参数说明
name: 环境变量名称字符串
返回值
执行成功，返回0
否则，返回-1

时间相关函数

头文件
#include <time.h>
函数原型
time_t time(time_t *tloc); 
返回从1970年1月1日0点以来的秒数
char *ctime(const time_t *clock);  
将秒数转化为字符串 
struct tm *gmtime(const time_t *timer); 
将日历时间转化为世界标准时间（即格林尼治时间），并返回一个tm结构体来保存这个时间
struct tm *localtime(const time_t *timer);
将日历时间转化为本地时间 

tm结构定义

struct tm {
        int tm_sec;     /* 秒 – 取值区间为[0,59] */
        int tm_min;     /* 分 - 取值区间为[0,59] */
        int tm_hour;    /* 时 - 取值区间为[0,23] */
        int tm_mday;    /* 一个月中的日期 - 取值区间为[1,31] */
        int tm_mon;     /* 月份, 取值区间为[0,11] */
        int tm_year;    /* 年份，其值等于实际年份减去1900 */
        int tm_wday;    /* 星期 – 取值区间为[0,6] */
        int tm_yday;    /* 从每年的1月1日开始的天数 – 取值区间为[0,365]*/
        int tm_isdst;   /* 夏令时标识符，实行夏令时，tm_isdst为正*/
        };

功能
计算两个时间之间的差值
函数原型
double difftime(time_t time1, time_t time2);
说明
返回值等于time1?time2
单位是秒

自定义时间格式

功能
将时间格式化成所需形式
函数原型
size_t strftime( char *strDest, size_t maxsize, const char *format, const struct tm *timeptr);
说明
可根据format指向字符串中格式命令把timeptr中保存的时间信息放在strDest指向的字符串中
最多向strDest中存放maxsize个字符
函数返回向strDest指向的字符串中放置的字符数
举例
date所指定的日期对应于以下格式
“%a %b %d %Y %H:%M:%S”

格式化串定义

%a：星期几的简写
%A：星期几的全称
%b：月分的简写
%B：月份的全称
%c：标准的日期的时间串
%C：年份的后两位数字
%d：十进制表示的每月的第几天
%D：月/日/年
%e：在两字符域中，十进制表示的每月的第几天
%F：年-月-日
%g：年份的后两位数字，使用基于周的年
%G：年分，使用基于周的年
%h：简写的月份名
%H： 24小时制的小时
%I： 12小时制的小时
%j：十进制表示的每年的第几天

%m：十进制表示的月份
%M：十时制表示的分钟数
%n：新行符
%p：本地的AM或PM的等价显示
%r：12小时的时间
%R：显示小时和分钟：hh:mm
%S：十进制的秒数
%t：水平制表符
%T：显示时分秒：hh:mm:ss
%u：每周的第几天，星期一为第一天 （值从0到6，星期一为0）
%U：第年的第几周，把星期日做为第一天（值从0到53）
%V：每年的第几周，使用基于周的年
%w：十进制表示的星期几（值从0到6，星期天为0）
%W：每年的第几周，把星期一做为第一天（值从0到53）
%x：标准的日期串
%X：标准的时间串
%y：不带世纪的十进制年份（值从0到99）
%Y：带世纪部分的十进制年份
%z，%Z：时区名称，如果不能得到时区名称则返回空字符

strptime()函数

功能
以表示日期与时间的字符串作为参数，创建一个tm结构 
函数原型
char *strptime(const char *buf, const char *format, struct tm *timeptr);
说明
format的组成与strftime的格式化字符串完全相同
strptime的动作与sscanf相似，搜索字符串，查找标识的域，然后将他们写入变量
返回值说明
返回一个指向转换操作中最后一个处理字符之后的字符的指针
如遇到不可转换的字符，转换操作停止在该处
调用程序需要检测以确保所传递的字符都是可以写入tm结构的有意义的字符

定时器函数setitimer()

功能
设置定时器，支持多种定时器
函数原型
int setitimer(int which, const struct itimerval *value, struct itimerval *ovalue); 
struct itimerval结构定义
struct itimerval { 
    struct timeval it_interval;     /*定时器周期*/
    struct timeval it_value;    /*定时器剩的时间，为0时发信号*/
}; 
struct timeval结构定义
struct timeval {
    long tv_sec;   /*秒*/
    long tv_usec; /*微秒，1秒=1000000微秒*/
}; 

参数说明
which：逻辑定时器类型
ITIMER_REAL：按实际时间计时，计时到达时向进程发送SIGALRM信号
ITIMER_VIRTUAL：计算进程在用户态执行的时间，计时到达将发送SIGVTALRM信号给进程
ITIMER_PROF：进程执行时及系统执行该进程时都计时
计时到达将发送SIGPROF信号给进程
与ITIMER_VIRTUAL是一对，该定时器经常用来统计进程在用户态和核心态花费的时间
value：指明定时器的时间 
ovalue：如果不为空，则保存上次调用设定的值
返回值
成功时，返回0
错误时，返回-1

setitimer()示例

运行结果
localhost:~$ ./settimertest process id is 579 Catch a signal – SIGVTALRM (0.5秒) Catch a signal – SIGALRM (1秒) Catch a signal – SIGVTALRM (1秒) Catch a signal – SIGVTALRM (1.5秒) Catch a signal – SIGALRM (2秒) Catch a signal –SIGVTALRM (2秒)