【MyBash项目】一、知识储备

一、Linux相关函数知识储备

（一）获取用户信息

1. 获取用户UID、登录名

在Linux内部机制上用户拥有唯一的用户标识符UID，Linux运行的每个程序实际上都是以某个用户的名义在运行，所以有的程序必须管理员身份才可以运行，我们需要su将UID改为超级用户UID(0)。所以UID时用户身份的关键。UID的分类如下：

UID范围	含义
0	系统管理员，所以当你要让普通用户具有管理员的权限时，将该账号的UID改为0即可
1~999	系统账号，又分为：1~200：由Linux发行版本自行建立的系统账号，一般用来运行网络服务和后台服务；201~999：若用户由系统账号需求时，进行分配
1000~6000	给一般用户使用，目前Linux3.10可以支持到2^32-1

那我们如何获取用户的UID和登录名呢，系统给我们提供了两个方法getuid,getlogin：

# include
# include

uid_t getuid(void) //返回程序关联的UID即启动程序的用户UID
char* getlogin(void)//返回当前用户的登录名

uid_t是UID自己的数据类型，定义在头文件sys/types.h中，通常是一个小整数。

2. 根据UID或登录名获取用户信息

我们之前在用户管理命令这一部分说过：系统文件/etc/passwd包含一个用户账号数据库，它由行组成，每行对应一个用户，包括用户名、加密密码占位符，用户标识符UID，组标识符GID，用户全名，家目录和默认shell。如何获取到这些信息呢？系统给我们提供了两个方法getpwuid,getpwnam：

# include
# include

struct passwd* getpwuid(uid_t uid);//根据UID获取信息
struct passwd* getpwnam(const char* name);//根据用户名获取信息
                          成功返回一个指向passwd结构的指针，失败返回空指针并设置errno

passwd结构我们称它为密码数据库，存储用户的相信信息，在头文件pwd.h中，主要包含以下信息：

passwd成员	说明
char* pw_name	用户登录名
uid_t pw_uid	UID号
gid_t pw_gid	GID号
char* pw_dir	用户家目录
char* pw_gecos	用户全名
char* pw_shell	用户默认shell

我们可以根据:

struct passwd *pw;
pw=getpwuid(getuid());
pw=getpwnam("xxx")

获取到指向xxx用户的数据库的pw指针，根据结构体指针的指向我们可以获取passwd中的成员，如指针pw->pw_dir获取家目录信息。

（二）获取主机信息

可以根据函数获取到用户详细信息，那么也可以通过函数uname获取到主机的信息，我们可以根据系统调用函数获取主机的详细信息：

# include
int uname(struct utsname* name);
            成功返回一个非负整数，失败返回-1，并设置errno指出错误

uname函数把主机信息写入name参数指向的结构，这个结构类型是utsname，它定义在头文件sys/utsname.h中，包含以下信息：

utsname成员	说明
char sysyname[]	操作系统名
char nodename[]	主机名
char release[]	系统发行级别
char version[]	系统版本号
char machine[]	硬件类型

我们可以根据：

struct utsname uts；
uname(&uts)

将主机信息保存在uts结构体中，根据结构体的指向可以获取到主机信息，如uts.nodename获取到主机名。

获取用户信息返回的是一个指向passwd结构体的指针,得到其成员变量需要用【->】符号，获取主机信息得到一个被填充的结构体，得到其成员变量需要用【.】符号。因为它们的本质不同，一个是指针结构体，一个是结构体。

（二）切换目录 && 获取当前工作目录

cd命令可以在shell中切换路径目录，在程序中使用系统调用chdir也可以进行目录切换：

# include 
int chdir(const char* path); 
             成功返回0，失败返回-1

程序可以通过调用函数获取自己当前的绝对工作目录，函数getcwd功能和命令pwd一样：

# include 
char* getcwd(char* buf,size_t size);
                成功返回buf指针，失败返回NULL

getcwd函数把当前绝对目录的名字写到给定的缓冲区buf中，如果目录名的长度超过给出的size即缓冲区长度，那么就失败，返回NULL。

（三）扫描目录获取目录下的文件

Linux下确定一个特定目录下存放的文件，在shell终端我们可以ls获取，但是在程序中如何通过函数获取呢，Linux提供了一整套的库函数，可以实现对目录进行扫描，获取等操作。
先了解一下DIR结构，它作为目录操作的基础，被称为目录流的指向，这个结构的指针(DIR*）被用来完成各种目录操作，其使用方法与用来操作普通文件的文件流(FILE*）非常相似。目录数据项本身在dirent结构中返回，该结构也是dirent.h头文件里声明的，这是因为用户不应该直接改动DIR结构中的数据字段。
操作目录流用这三个方法：opendir，readdir,closedir就可以实现，我们逐一来看一下：
1.opendir：作用是打开一个目录并建立一个目录流：

# include
# include
DIR* opendir(const char* name);//传入路径
      成功返回一个指向DIR结构的指针，该指针用于读取目录数据项，失败返回一个空指针

当目录流使用一个底层文件描述符来访问文件本身，那么如果打开文件过多，opendir可能会失败。

2.readdir：用于读取已打开目录中的目录项相关信息 ：

# include 
# include
struct dirent* readdir(DIR *dirp);
   成功返回一个指向存储目录项结构体dirent的指针，有错误发生或读取到目录文件尾则返回NULL

结构体dirent中包含的目录项内容包含以下部分：

成员	含义
ino_t d_ino	文件的inode节点号
char d_name[]	文件的名字

我们可以通过得到的指针，进行结构体成员的访问，如dir->d_name可以获取目录下的文件名。
注意，如果在readdir函数扫描目录的同时还有其他进程在该目录里创建或删除文件，readdir将不保证能够列出该目录里的所有文件和子目录。
3.closedir:用于关闭一个目录流并释放与之关联的资源：

# include
# include
int closedir(DIR* dirp);
        执行成功时返回0，发生错误时返回-1

根据这几个函数我们就可以实现一个类似ls的功能，即打开一个路径下的目录流，读取目录项，输出文件名，最后关闭目录流：下面是该目录下只有一个文件的情况，如果有多个文件，那么需要循环readdir读取目录流，获取信息。

DIR* dp;//先定义DIR结构指针，指向打开的目录流
struct dirent *entry;//定义保存目录项的结构体指针，指向读取到的目录项结构体
dp=opendir(path);//path为需要打开目录的路径,结果是dp指针指向一个目录流
entry=readdir(dp)；//打开dp指针指向的目录流，entry指针指向存储目录项的结构体
printf("%d",entry->d_node);//输出文件节点
printf("%s",entry->d_name);//输出文件名

（四）获取文件属性，类型，权限

1. 文件属性的获取可以利用函数stat，lstat，fstat获取;
2. 文件类型可以用头文件提供的函数，根据文件类型宏判断：

文件类型宏（st_mode) //判断是否为这个类型的文件，是返回1，否则返回0

3. 文件权限可以利用：

if(st.st_mode & 文件权限宏) //判断该文件用户是否对应宏描述的权限

具体讲解见文件属性获取这篇博客，就不在此重复讲述了。

（五）重新设置有效用户UID

在Linux中每个进程都有三个用户标识符，分别为：

UID类型	用处
real uid 真实用户ID	是登录时的用户ID
saved uid 已保存的用户ID	由exec函数保存
effective uid 有效用户ID	在进程运行时的用户ID，可用于文件访问权限检查

一般来说，三者相等，但是在某些情况下，我们需要让程序运行时需要特殊的权限，如访问Linux系统的/etc/passwd文件，或让A用户可以以B用户的权限去做某些事，这就需要改变有效用户ID，使用setuid可以进行改变，让它们暂时获得相关操作权限。

# include
int setuid(uid_t uid);
     执行成功返回0，失败返回-1

setuid函数的执行分为以下几个方面：

• 如果由普通用户调用，将当前进程的有效ID设置为uid。
• 如果是由管理员（uid为0）调用，将真实，有效，保存的uid都设置新的uid。那么root用户就完全替换为该用户，风险很大。
• 如果进程没有超级用户权限，那么只将有效用户id设置为uid，即以uid的权限运行该进程。
• 如果进程有超级用户权限，那么将真实，有效，保存用户id都设置为uid，那么运行该进程的用户完全改变。

（六）获取当前用户密码

用户密码为了安全起见，都在一个称为阴影口令的文件/etcshadow中存放着，里面的密码都是加密过的密码，那么我们如何获取到shadow文件中加密后的密码呢？需要用到getspnam函数：

# include
struct spwd* getspnam(const char* name);//参数传入当前用户名
    成功返回指向spwd结构体的指针，失败返回NULL

spwd结构包含以下信息：

struct spwd {   
 char *sp_namp; //用户登录名   
 char *sp_pwdp; //加密密码
 long int sp_lstchg; //上次更改密码以来的时间   
 long int sp_min; // 进过多少天后可以更改 
 long int sp_max; //要求更改的剩余天数 
 long int sp_warn; // 到期警告的天数  
 long int sp_inact; // 账户不活动之前尚余天数    
 long int sp_expire; //账户到期天数 
 unsigned long int sp_flag; //保留 

那么我们根据：

struct spwd* sp=getspnam("root");//得到spwd结构体
char* p=sp->sp_pwdp;//获取加密密码

加密密码，由3部分组成：

$加密算法ID$加密密钥$密文

获取到它可以为我们密码验证做铺垫，如果我们将我们输入的密码，按照相同的加密算法，密钥进行加密，如果和系统的一样，就证明我们密码输入正确。

（七）加密函数

当我们输入密码后，系统会将我们的密码进行加密存储，我们学习一种常用的加密函数，即crypt函数，是一种单向加密技术，不可还原,同时不在C默认库里面，在crypt库里面，运行时需要手动连接。函数原型为：

char* crypt(const char* key,const char* salt);//key是我们需要传入的明文，即自己输入的密码，salt是我们指定的加密算法和密钥。
       成功返回加密后的密文，失败返回NULL

salt一般为：

$id$密钥；//id为加密算法类型，密钥不超过8字符

常用的加密算法，即id的取值为：

id	算法类型
1	MD5
2a	Blowfish
5	SHA-256
6	SHA-512(当前Linux采用的加密算法）

最后形成的加密信息为：

$id$密钥$明文

（八）添加所有者权限

Linux系统中我们经常使用的权限有r，w，x，其实除了这3个权限外还支持s，t权限，我们今天主要了解s权限。
s权限：设置使文件在执行阶段具有文件所有者二等权限，相当于临时拥有文件所有者的身份。如访问shadow中的信息，需要管理员权限，那么我们就可以给它添加s权限。我们采用字符模式设置s权限：

chmod a+s filename;//给这个文件的所有者都添加s权限

在设置s权限前，必须要先设置x权限，否则chmod虽然不报错但无法s权限无法生效

（九）取消/添加系统回显功能

回显功能是显示屏幕上输入的信息，系统默认是存在回显功能的，但是当我们输入密码时，我们不希望别人看到我们的密码，那么就需要取消系统的回显功能。
回显功能的设置需要设置终端的本地模式，那么就需要了解一个结构体，termios结构体中保存了终端不同模式的成员变量，通过改变成员变量的值就可以改变终端的相关模式。termios结构体包含：

# include
struct termios{
      tcflag_t c_iflag;//输入模式
      tcflag_t c_oflag;//输出模式
      tcflag_t c_cflag;//控制模式
      tcflag_t c_lflag;//本地模式
      cc_t     c_cc[NCCS];//特殊控制字符
      }  

我们可以调用函数tcgetattr来初始化和当前终端对应的termios结构：

# include
int tcgetattr(int fd,struct termios*termios_p);//参数fd为终端的文件描述符，再传入temios结构体

这样会把当前终端接口变量的值写入termios_p参数指向的结构。
我们可以对termios结构体中的变量进行修改，修改过后需要再调用tcsetattr重新配置终端接口：

# include
int tcsetattr(int fd,int actions,const struct termios* termios_p);//文件描述符，修改方式，需要修改的结构体

常见的修改方式有三种：

变量	含义
TCSANOW	立刻对值进行修改
TCSADRAIN	等当前的输出完成后再对值进行修改
TCSAFLUSH	等当前输出完成后再对值进行修改，但丢弃还未从read调用返回的当前可用的任何输入

一定要注意，程序有责任将终端设置恢复到程序开始运行之前的状态，这一点是非常重要的，所以我们需要先保存termios结构体的值，最后再程序结束时恢复它们。

我们现在对本地模式进行不回显修改：不回显宏为

 ECHO：启动输入字符的本地回显功能
~ECHO：取消输入字符的本地回显功能

把termios结构体中的本地模式设置为不回显，然后进行重新配置，获得密码后，再将终端配置恢复，这个很重要，否则以后的输入都是不回显的了。
所以我们可以：

struct termios oldter,newter;//定义两个保存终端信息的两个结构体，oldter用来恢复，newter用来设置
tcgetatrr(0,&oldter);//oldter结构体获取到当前终端的模式信息
newter=oldter;//把信息给newter结构体
newter.c_lflag&=~ECHO;//进行本地模式的修改，修改为不回显
tcsetattr(0,TCSANON,&newter)；//进行修改后的配置，立即修改
fgets(password,127,stdin);//获取不回显的信息
tcsetattr(0,TCSANON,&oldter);//恢复系统原来的回显功能

二、处理字符串函数知识储备

（一）分割字符函数strtok()

分割函数可以按照一定的标识将字符串切割，函数原型为：

# include
char* strtok(char s[],const char* delim);//s为要分解的字符串，delim为分割字符

返回值：从s开头开始一个个分割，当s中的字符查找到末尾是，返回NULL;如果找不到分割字符，则返回当前strtok的字符串指针。
首次调用时，s指向要分割的字符串，之后再次调用把s设为NULL，表示接着上次分割的位置继续分割。
如，将字符串“hello$world!"进行分割，分割字符保存在buff数组中：

char* s="hello$world!"
char* p=strtok(s,"$");
cout<

（二）初始化数组函数memset()

初始化数组，我们可以用memset,函数原型：

# include
void* memset(void*s,int ch,size_t n);//s为指定数组，ch为初始化数组的数值，n个字节
            返回替换好的指向数组的指针

如将buff数组初始化为0：

char buff[4];
memset(buff,0,sizeof(char*)4);

（三）判断字符存在函数strstr()

判断一个字符串是否存在于另一个字符串，用strstr,函数原型为：

string  strstr(string s1,string s2);

如果存在返回一个指针，指向s2在s1首次出现的位置。
如：s1=”hello",s2=“el”，判断s2是否是s1的子串：

char *s1=”hello”;
char *s2=”el”;
printf(“%sn\n.”strstr(s1, s2);

输出ello

（四）printf()函数的特殊控制

1. 输出带颜色的信息

要想输出带颜色的信息，printf函数需要遵循一定的格式：

printf("\033[字背景颜色;字体颜色m字符串\033[0m");
函数说明：
\033   表示后面的字符是转义字符，通知终端切换到转义模式，进行特殊处理；
[      标识命令序列的开始
m      制定将要执行的动作
33[0m  ANSI控制码，对屏幕进行控制，此处表示为关闭所有属性，只显示颜色

常见的字体背景颜色和字体颜色如下：

颜色	字背景颜色数值（40~49）	字颜色数值（30~39）
黑色	40	30
红色	41	31
绿色	42	32
黄色	43	33
蓝色	44	34
紫色	45	35
深绿	46	36
白色	47	37

输出红色的字体，白色背景的字符hello：

printf("\033[47;31mhello\033[0m");

2. 其余特殊控制

可以对ANSI控制码进行改变来达到不同的效果 ，常见的ANSI控制码如下：

控制码	含义
33[0m	关闭所有属性
33[1m	设置高亮度
33[4m	下划线
33[5m	闪烁
33[7m	反显
33[8m	消隐
33[30m – 33[37m	设置前景色
33[40m – 33[47m	设置背景色
33[nA	光标上移n行
33[nB	光标下移n行
33[nC	光标右移n行
33[nD	光标左移n行
33[y;xH	设置光标位置
33[2J	清屏
33[K	清除从光标到行尾的内容
33[s	保存光标位置
33[u	恢复光标位置
33[?251	隐藏光标
33[?25h	显示光标

加油哦！。