本章主要介绍了Unix系统的正常运行要使用的与系统有关的数据文件和信息。如：口令文件，阴影文件、组文件、附加组、系统标识、时间和日期历程。
口令文件，即Unix系统用户数据库，存储在/etc/passwd中，是一个ASCII文件，包含的字段信息在<pwd.h>定义的passwd数据结构中。
struct passwd {
char *pw_name; /* username */
char *pw_passwd; /* user password */
uid_t pw_uid; /* user ID */
gid_t pw_gid; /* group ID */
char *pw_gecos; /* user information */
char *pw_dir; /* home directory */
char *pw_shell; /* shell program */
};
获取口令文件函数，分别是根据用户ID和用户名。
struct passwd *getpwuid(uid_t uid); //根据用户ID
struct passwd *getpwnam(const char *name); //根据用户名
查看整个口令文件，需要对口令文件进行遍历。有如下函数：
struct passwd *getpwent(void); //返回口令文件中的下一个记录项
void setpwent(void); //反绕文件，从文件头开始
void endpwent(void); //关闭文件
可以用getpwent来实现getpwuid和getpwnam函数。写个程序查看root用户的相关信息及查看口令文件中所有用户的用户名，程序如下：
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <unistd.h>
4 #include <pwd.h>
5
6 int main()
7 {
8 struct passwd *ppwd;
9 struct passwd *ptr;
10 //获取root用户信息
11 ppwd = getpwnam("root");
12 if(ppwd == NULL)
13 {
14 perror("getpwnam() error");
15 exit(-1);
16 }
17 printf("root user information as follow:\n");
18 printf("user_name is: %s\n",ppwd->pw_name);
19 printf("user_passwd is: %s\n",ppwd->pw_passwd);
20 printf("user_uid is: %d\n",ppwd->pw_uid);
21 printf("user_gid is: %d\n",ppwd->pw_gid);
22 printf("user_gecos is: %s\n",ppwd->pw_gecos);
23 printf("user_dir is: %s\n",ppwd->pw_dir);
24 printf("user_shell is: %s\n",ppwd->pw_shell);
25 printf("*****************************\n");
26 //反转口令文件，从文件头开始
27 setpwent();
28 printf("Print all user name:\n");
29 //遍历读取口令文件
30 while((ptr = getpwent())!= NULL)
31 {
32 printf("%s\t",ptr->pw_name);
33 }
34 putchar(‘\n‘);
35 //关闭口令文件
36 endpwent();
37 return 0;
38 }
测试结果如下：
阴影文件，存放加密口令，至少包含有用户名和加密口令。类似于口令文件，Unix在<shadow.h>都文件中针对阴影文件也提供类似的操作函数，但是只有超级用户（root）才能调用访问阴影文件的函数。阴影文件位于/etc/shadow文件中，文件结构及操作函数如下：
struct spwd {
char *sp_namp; /* Login name */
char *sp_pwdp; /* Encrypted password */
long sp_lstchg; /* Date of last change (measured in days since 1970-01-01 00:00:00 +0000 (UTC)) */
long sp_min; /* Min # of days between changes */
long sp_max; /* Max # of days between changes */
long sp_warn; /* # of days before password expire to warn user to change it */
long sp_inact; /* # of days after password expire until account is disabled */
long sp_expire; /* Date when account expires (measured in days since 1970-01-01 00:00:00 +0000 (UTC)) */
unsigned long sp_flag; /* Reserved */
};
struct spwd *getspnam(const char *name);
struct spwd *getspent(void);
void setspent(void);
void endspent(void);
写个程序查看root用户的加密口令及所有用户的用户名及加密口令如下：
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <unistd.h>
4 #include <shadow.h>
5
6 int main()
7 {
8 struct spwd *pspwd;
9 struct passwd *ptr;
10 pspwd = getspnam("root");
11 if(pspwd == NULL)
12 {
13 perror("getspnam() error");
14 exit(-1);
15 }
16 printf("root user information as follow:\n");
17 printf("user_name is: %s\n",pspwd->sp_namp);
18 printf("user_passwd is: %s\n",pspwd->sp_pwdp);
19 printf("*****************************\n");
20 setspent();
21 while((pspwd = getspent()) != NULL)
22 {
23 printf("user_name is: %s\n",pspwd->sp_namp);
24 printf("user_passwd is: %s\n",pspwd->sp_pwdp);
25 }
26 endspent();
27 return 0;
28 }
只能在超级用户下运行此程序，在普用户下提升权限不够。执行结果如下所示：
组文件，即组数据库文件，存储在/etc/group中，结构及操作函数包含在<grp.h>头文件中。具体结构和操作函数如下：
struct group {
char *gr_name; /* group name */
char *gr_passwd; /* group password */
gid_t gr_gid; /* group ID */
char **gr_mem; /* group members */
};
struct group *getgrnam(const char *name);
struct group *getgrgid(gid_t gid);
搜索整个文件组函数：
struct group *getgrent(void);
void setgrent(void);
void endgrent(void);
写个程序，打印出组id为0的组名称及遍历整个组文件，输出组名称及组id。程序如下：
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <unistd.h>
4 #include <grp.h>
5 #include <errno.h>
6
7 int main()
8 {
9 struct group *pgrg;
10 struct group *ptr;
11 gid_t gid = 0;
12 char *username = NULL;
13 //根据gid进行查询
14 pgrg = getgrgid(gid);
15 if(pgrg == NULL)
16 {
17 perror("getgrgid() error");
18 exit(-1);
19 }
20 printf("group name is: %s\n",pgrg->gr_name);
21 printf("group passwd is: %s\n",pgrg->gr_passwd);
22 printf("group gid is: %d\n",pgrg->gr_gid);
23 setgrent();
24 //遍历整个组文件
25 while((ptr = getgrent()) != NULL)
26 {
27 printf("group name is: %s\t",ptr->gr_name);
28 printf("group gid is: %d\n",ptr->gr_gid);
29 }
30 endgrent();
31 return 0;
32 }
程序执行结果如下所示：
附加组，一个用户可以属于多个组，这样可以参加多项工作，优点是不必显式地经常更改组。用户登录时候，系统按照口令文件记录项中的数值组ID，赋给实际组ID，可以在任何时候通过newgrp更改组ID。为了获取和设置附加组ID，提供操作函数如下：
int getgroups(int size, gid_t list[]); //将各个附加组ID填写到数组grouplist中
int setgroups(size_t size, const gid_t *list); //由超级用户调用，以便为调用进程设置附加组ID表
int initgroups(const char *user, gid_t group); //调用setgroups，确定其组的成员关系
其他数据文件 除了口令文件和组文件外，Linux也使用很多其他文件，一般情况下，这些文件都至少支持三个函数：
（1）get函数：读文件中的下一个记录项。
（2）set函数：将文件偏移量设置到文件起始处。
（3）end函数：关闭系统文件。
如果该文件支持关键字检索，例如口令文件支持基于用户名和用户ID的检索，因此实现了接口getpwnam和getpwuid函数，就会支持相应的函数。
| 说明 | 数据文件 | 头文件 | 结构 | 附加的关键字查找函数 |
| 口令 | /etc/passwd | <pwd.h> | passwd | getpwnam 、getpwuid |
| 组 | /etc/group | <grp.h> | group | getpwnam、getpwuid |
| 阴影 | /etc/shadow | <shadow.h> | spwd | getspnam |
| 主机 | /etc/hosts | <netdb.h> | hostent | gethostbyname、gethostbyaddr |
| 网络 | /etc/networks | <netdb.h> | netent | getnetbyname、getnetbyaddr |
| 协议 | /etc/protocols | <netdb.h> | protoent | getprotobyname、getprotobyaddr |
| 服务 | /etc/services | <netdb.h> | servent | getservbyname、getservbyad |
系统标识，uname函数返回与当前主机和操作系统有关的信息，函数字在<sys/utsname.h>头文件中定义。utsname结构信息和操作函数如下：
struct utsname {
char sysname[]; /* Operating system name (e.g., "Linux") */
char nodename[]; /* Name within "some implementation-defined network" */
char release[]; /* OS release (e.g., "2.6.28") */
char version[]; /* OS version */
char machine[]; /* Hardware identifier */
#ifdef _GNU_SOURCE
char domainname[]; /* NIS or YP domain name */
#endif
};
int uname(struct utsname *buf);
写个程序获取本机当前主机和操作系统信息，程序如下：
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <unistd.h>
4 #include <sys/utsname.h>
5 #include <errno.h>
6
7 int main()
8 {
9 struct utsname name;
10 if(uname(&name) == -1)
11 {
12 perror("uname() error");
13 exit(-1);
14 }
15 printf("system name is: %s\n",name.sysname);
16 printf("node name is: %s\n",name.nodename);
17 printf("release is: %s\n",name.release);
18 printf("version is: %s\n",name.version);
19 printf("machine is: %s\n",name.machine);
20 return 0;
21 }
程序执行结果如下：
时间和日期，Unix内核提供的基本时间服务是计算自国际标准时间公元1970年1月1日00:00:00以来经过的秒数，基本数据类型是time_t，称为日历时间，包括时间和日期，将时间和日期作为一个量值进行保存。类型定义如下：
time_t time(time_t *t); //返回当前时间及日期
#include <sys/time.h>
int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz); //相比time提供更高的分辨率，微妙级
int settimeofday(const struct timeval *tv, const struct timezone *tz);
struct timeval {
time_t tv_sec; /* seconds */
suseconds_t tv_usec; /* microseconds */
};
struct timezone {
int tz_minuteswest; /* minutes west of Greenwich */
int tz_dsttime; /* type of DST correction */
};
取得了这种以秒计的整型时间后，通常调用另外一个时间函数将其转化为人们可读的时间和日期。时间的结构及操作函数有：
struct tm {
int tm_sec; /* seconds */
int tm_min; /* minutes */
int tm_hour; /* hours */
int tm_mday; /* day of the month */
int tm_mon; /* month */
int tm_year; /* year */
int tm_wday; /* day of the week */
int tm_yday; /* day in the year */
int tm_isdst; /* daylight saving time */
};
char *asctime(const struct tm *tm);
char *ctime(const time_t *timep);
struct tm *gmtime(const time_t *timep); //转换为国际标准时间
struct tm *localtime(const time_t *timep); //转换为本地实际
time_t mktime(struct tm *tm);
size_t strftime(char *s, size_t max, const char *format,const struct tm *tm); //对tm进行格式化输出到一个字符串
函数之间的关系如下图：
写一个程序巩固时间函数，程序如下：
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <unistd.h>
4 #include <time.h>
5 #include <errno.h>
6 #include <string.h>
7
8 int main()
9 {
10 time_t now;
11 struct tm *ptime;
12 char *ptstr;
13 char timebuf[100];
14 memset(timebuf,0,100);
15 //获取时间，秒数
16 now = time(&now);
17 printf("Global time is:\n");
18 //转化为国际时间
19 ptime = gmtime(&now);
20 ptime->tm_year += 1900;
21 ptime->tm_mon += 1;
22 printf("%d-%d-%d %d:%d:%d\n",ptime->tm_year,ptime->tm_mon,ptime->tm_mday,
23 ptime->tm_hour,ptime->tm_min,ptime->tm_sec);
24 printf("Local time is:\n");
25 //转化为本地时间
26 ptime = localtime(&now);
27 ptime->tm_year += 1900;
28 ptime->tm_mon += 1;
29 printf("%d-%d-%d %d:%d:%d\n",ptime->tm_year,ptime->tm_mon,ptime->tm_mday,
30 ptime->tm_hour,ptime->tm_min,ptime->tm_sec);
31 //将tm结构转换为字符串
32 ptstr = asctime(ptime);
33 printf("tm time stirng is: %s",ptstr);
34 //将time_t类型转换为字符串
35 ptstr = ctime(&now);
36 printf("time_t time string is: %s",ptstr);
37 //date 格式化输出时间
38 strftime(timebuf,100,"%YYear %mMonth %dDay %A %X",ptime);
39 printf("time buf is:%s\n",timebuf);
40 return 0;
41 }
程序执行结果如下所示：
总结：加深对Unix的系统数据文件及时间日期的认识，能够调用系统函数获取系统相关数据。
