一、本章讲什么
1.1 获取系统文件的数据
（1）什么是系统文件
就是Linux系统自己会用到的文件，分为两类。
1）文本文件
（a）里面的内容都是文字编码，vi打开后，我们能够识别的数据。
（b）放的都是Linux系统要用到各种配置信息
Linux系统在启动和运行时，会用到里面的数据。
我们自己写的程序，有的时候也需要用到里数据，但是我们基本只是读数据，大多数
情况只有Linux系统才会去改里面的数据，本章会介绍我们自己的程序，如何来调用API
来获取里面的数据。
（c）比如后面要讲的/etc/passwd文件
里面放的是用户的账户信息。
用户登录系统时，输入用户名和密码后，Linux会使用你输入的用户名和密码，然后到这个
文件中匹配注册的用户名和密码，只有匹配成功后才能登录，否者你是登录不了的。
（d）文本形式的系统文件，大多放在了/etc这个目录下
本站要介绍的系统文件，都是/etc/下的文件。
2）纯二进制文件
（a）比如各种编译好的库、以及可执行文件，里面放是能够被cpu执行的机器指令。
· 库的话，都放在了各种名叫lib的目录下，比如/lib，lib就是库的意思。
其实有好多lib目录，比如/lib、/usr/lib等，有关它们的区别，本门课
暂不介绍，后面讲《Linux基础高级》时会详说。
· 各种可执行文件的话
比如ls、mkdir等这些命令（可执行程序），都放在了各种名叫bin的目录下，
比如/bin，bin就是binary二进制的意思。
bin目录也有好些，比如/bin，/usr/bin，同样的，有关它们的区别，本门课
暂不介绍，后面讲《Linux基础高级》时会详说。
（b）二进制文件，我们vi后是看不懂的
因为里面放的不是文字编码，所以文本编辑器无法正确翻译为文字图形，所以我们无法看懂。
3）系统文件的特点
（a）系统文件的所属用户都是root，所属组也基本都是root。
演示：
（b）普通用户操作系统文件时，只能以其它用户的身份去操作，而其它用户的权限往往只有r，
所以普通不能写系统文件，只能读里面的数据，只要你不能写，就不会对Linux系统构成威胁。
有些非常重要的系统文件，甚至都不允许普通用户读，比如后面要介绍的/etc/shadow
文件。
（c）对于普通用户来说，一般情况下，只有读系统文件的需要
如果你要修改里面的内容的话，必须要使用sudo，临时获取root身份，才能拥有
root（管理员用户）才有写权限，只有这样才能修改系统文件。
（d）用户自己的程序，需要获取系统文件数据时怎么办
可以自己调用open、read等文件io函数操作这些文件，同样的一般只能读，不能写，
如果你要写，必须以root身份运行程序，然后你才能修改文件，不过一般情况下我们
只有读取数据的需求。
为了方便操作，系统提供了专门的函数，调用这些函数可以很方便的操作文件中的数据，
比我们自己调用open、read更方便，这些函数其实也是靠封装open、read等文件io函数来
实现的。
（2）本章会讲些什么系统文件
1）其实Linux的系统文件有很多，比如
（a）/etc/passwd：存放用户账户信息的文件
（b）/ext/shadow：存放密码，用户密码其实单独存放的
（c）/etc/group：组信息
（d）/etc/setvices：各种网络服务器的信息
（e）/etc/protocols：各种协议的协议号
（f）/etc/networks：网络配置信息
....
本章重点只介绍a b c这三个系统文件，其它的后面涉及到了，在具体介绍。
2）为什么介绍/etc/passwd、/ext/shadow、/etc/group这三个系统文件
（a）很有要了解
每次登陆系统时，都需要输入用户名和密码，因此我们有必要了解下Linux是如何管理
账户信息的。
实际上其它的软件，比如人事管理系统、银行管理系统、其它OS，在管理用户的账户、
密码时，都采用了类似的管理机制，仅站在知识面扩展的角度来说，很有必要了解下。
（b）完善我们第二章的my_ls程序
my_ls在显示文件属性时，文件的属主还是ID形式。
演示：
我们需要将ID换为名字，这就必须涉及到/etc/passed、/ext/shadow、/etc/group这三个文件。
1.2 获取系统时间
（1）什么是获取系统时间
说白了就是获取：年 月 日 时 分 秒。
（2）获取时间的API
为了方便应用程序获取时间，我们可以调用相应的API。
比如我的运行于Linux系统的C程序，需要用到系统时间时，就可以调用这些API来获取时间，
这些API有：
1） time ：Linux的系统API
2） gmtime、localtime、mktime、ctime、asctime、strftime ：c库API
库API需要系统API time的支持，后面会介绍到。
其实所有语言的库，都有获取时间的库API，不过这些库API，同样都是基于系统API实现的。
gmtime、localtime
mktime、ctime、 ...... ......
asctime、strftime
C库时间API C++库时间API Java库时间API ...........
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time（OS API）
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Linux OS
二、口令文件：/etc/passwd
2.1 什么是口令文件？
存放用户账户信息的文件，就是口令文件。
2.2 ls 查看下 /etc/passwd
演示
-rw-r--r-- 1 root root 2270 Apr 5 03:31 /etc/passwd
对于这个文件，只有文件所属用户root才有写权限，组员用户以及其它用户，只有读权限。
所以当普通用户打开这个文件时，是以其它用户的身份来打开文件的，所以对应的权限只允许r，
不允许写。
当然这个文件是没有x权限的，因为文本文件放的是文字编码，不是机器指令，不需要被cpu执行。
对于普通用户而言，不需要向这个文件写入任何数据，顶多就是读取里面的数据。
不过当我们调用某些命令的时候，这些个命令会去修改该文件。比如调用useradd添加新的用户，
系统执行这个命令时，系统会把新用户的账户信息，写到这个文件中保存。
文件内容：
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash 管理员用户的账户信息
_
daemon:x:1:1:daemon:/usr/sbin:/usr/sbin/nologin |
bin:x:2:2:bin:/bin:/usr/sbin/nologin |
sys:x:3:3:sys:/dev:/usr/sbin/nologin |
........ |
........ >Linux系统相关用户的账户信息
usbmux:x:120:46:usbmux daemon,,,:/var/lib/usbmux:/bin/false |
........ |
........ _|
zxf:x:1000:1000:zxf,,,:/home/zxf:/bin/bash 我自己这个普通用户的账户信息，这个普通用户是安装ubuntu时创建的
newUser:x:1001:1001::/home/newUser: 我使用useradd命令创建的另外一个普通用户的账户信息
2.2.1 账户所包含的信息：
以：zxf:x:1000:1000:zxf,,,:/home/zxf:/bin/bash 为例
分为7个字段，字段间使用:分隔
用户名:密码:用户ID:用户所在组的组ID:注释:用户主目录的路径:shell程序的路径
（1）用户名
比如root、zxf、newUser
（2）密码
为了安全起见，真实的密码并不放在这里，而是放在了/etc/shadow中，这里只是使用
一个X来代表。
X表示有密码，如果没有X（字段是空的），表示这个用户没有密码。
（3）用户ID
root的用户ID为0，在Linux下，root管理员用户的ID都是0
zxf的用户ID为1000
newUser用户ID为1001
用户ID都是由系统自动分配的。
（4）组ID
默认情况下，每个用户都有一个自己的组，组里面就自己一个组员，组长就是自己，
自己的用户ID就是组ID。新建用户后，每个用户所在组就是自己这个组，所以你才会
发现对于绝大多数用户来说，它的组ID也是自己的ID。其实，执行相应的命令，可以
将我的用户加入其它用户的组，也可以其它用户也可以加入我的组，成为我的组员。
由于有关组这个东西，在我们实际开发的过程中，我们基本用不到，因此我们这里就
不讲如何通过命令来修改用户的所在组。
（5）注释
账户注册者的个人信息，如果信息很多的话，信息之间使用,分隔。
注册者的信息有哪些呢？
比如注册者的名字、电话、办公地址、邮箱等等。
一般的人嫌麻烦，在注册账户的时，都不会填写这些内容，所以注释字段基本都是空的
，比如我自己新注册的newUser账户，就没有注释信息。
newUser:x:1001:1001::/home/newUser:
（6）用户主目录的路径
系统启动起来后，用户登录系统时，会用到主目录，所以这里有记录主目录的路径，
用户登陆后，系统便会从这里得到该用户的主目录路径。
千万不要去修改主目录的路径，修改之后很可能会导致你下一次无法登录，如
果你好奇心重，就想改改看，那你一定要先做好ubuntu的备份。
不仅主目录路径不能改，其它信息你也不能改。
（7）shell程序的路径
什么是shell程序？
shell程序，是一个命令的解释程序，说白了就是解析我们从终端输入的各种命令的。
在/bin下还有一个shell程序叫dash（/bin/dash），但是/etc/passwd文件中
给的路径是/bin/bash，那么登陆后，启动的就是bash，而不是dash。
因为dash和bash都是二进制的可执行程序，因此都放在了bin目录下。
2.2.2 getpwuid、getpwnam
这两个函数的作用是，获取passwd文件中的账户数据，其实，我们也可以调用open、read等文件io
函数来读取passwd文件的数据，但是Linux系统提供了更加便捷的API，通过这些API，可以更加方便
的读取，比我们自己调用open、read来的更便捷。
getpwuid、getpwnam这个两个函数是c库函数，这两个函数也是靠封装open、read等函数来实现的。
（1）函数原型
#include
#include
struct passwd *getpwuid(uid_t uid);
struct passwd *getpwnam(const char *name);
1）功能
getpwuid：使用用户ID（uid），到/etc/passwd中搜索，并获取对应账户信息。
getpwnam：使用用户名（name），到/etc/passwd中搜索，并获取对应账户信息。
调用这两个函数时，函数会开辟一个struct passwd结构体变量，然后把从文件中读到的
账户数据，保存到结构体变量。
zxf:x:1000:1000:zxf,,,:/home/zxf:/bin/bash
struct passwd
{
char *pw_name; /* 用户名，字符串形式 */
char *pw_passwd; /* 是否有密码 */
uid_t pw_uid; /* user ID ，用户ID*/
gid_t pw_gid; /* group ID ，组ID*/
char *pw_gecos; /* 注释 */
char *pw_dir; /* 主目录路径 */
char *pw_shell; /* shell程序路径 */
};
2）返回值
（a）成功：返回struct passwd结构体变量的指针。
（b）失败：返回NULL，errno被设置。
三、阴影文件：/etc/shadow
1.2.1 里面放的是什么
放的是加密后的密码。
1.2.2 为什么密码要单独存放，而且还要加密
为了让密码更安全。
（1）密码不能明文存放
注册用户时，用户密码会被加密，而且使用的是不可逆加密算法，所谓不可逆算法，就是不能
通过密文，反过来推算出原文。
常用的不可逆算法是“摘要加密算法”，我们在讲《计算机体系结构》软件篇——计算机信息安
全时介绍过，不了解的可以看这部分内容。
为什么加密？
如果明文存放，别人把你的密码文件偷到了，一打开，不就直接知道你的密码了吗。
当我们登录时输入密码原文，密码加密后会被拿去和注册时登记的加密密码进行比对，如果
相等就能登录成功。
（2）密码单独放在一个文件中（/etc/shadow），而且普通用户无法查看
防止你猜密码。
比如我知道你的加密算法是什么，只不过我不知道你的密码原文，怎么办呢？
我就根据你的生日、街道等各种的组合猜你的密码，我再对这些猜的密码进行同样算法的加密
，然后把加密后的密码和你注册的加密密码进行比对，如果无限制组合猜下去的话，肯定能找到
你的密码。
所以说最安全的方式就是，不仅要对密码加密，而且还不能让你看到我的加密后的密码。
而/etc/passwd这个文件是可以被任何用户查看的，确实也需要被普通用户查看，所以密码
肯定不能保存在这里面，只能把密码单独的保存在另一个文件/etc/shadow中，而且普通用户
还无法查看这个文件。
当然如果passwd中，该账户的密码字段为空，而不是x，表示没有密码，那么在
/etc/shadow中，也就没有该用户的密码了。
为什么普通用户不能查看该文件？
/etc/shadow文件的文件权限是：
-rw-r----- 1 root shadow 1467 Apr 7 18:47 /etc/shadow
普通用户打开该文件时，只能以其它用对应的权限打开，但是---就没有给你任何权限。
演示：普通打开
不过好在，在安装ubuntu时，我的普通用户zxf和root做了关联，我可以使用sudo
临时的变身为root用户，而root操作该文件时，对应的权限允许r，而且还允许w。
当然还有一个办法，可以把我的zxf用户，加入shadow，以shadow组中组员身份操作
shadow时，可以有r权限。
（3）文件中的内容
root:$6$5liwWndK$.o3Ixdv18/vCJhjEh10ypmexBrkL2ZMji3hzjmGAZ/W6GkHMR
rdwMHAwLRhC3Mb9ydQCRkkALObRknCYIYo0Q1:17615:0:99999:7:::
........
zxf:$6$qmxD4ykF$Sa6Rag5jyietGlL/gM7Er0rosAeVrVIst0p3sX.y9Hi0Mij
pITvl6NkKk.n76uo3RUKP9eso7Pv2URNOSslBH/:17615:0:99999:7:::
newUser:$6$AuLu6Skf$QtD4niZmcGXc4nK9Vck8iPM2X3MoE3NBkkemJc
FaKA4ZX7cGp/M/9av6vbPz7YMeSnjcYvCTSuuobn/ijTdD41:17629:0:99999:7:::
1）分成了8个字段，相互间被“:”隔开。
（a）字段1：用户名
（b）字段2：加密后的密码
（c）其它字段
上次修改密码时的日期
多少时间后，可以再次修改密码
账户有效期
距离到期还有多久
等等
2）$6$qmxD4ykF$Sa6Rag5jyietGlL/gM7Er0rosAeVrVIst0p3sX.y9Hi0MijpITvl6NkKk
.n76uo3RUKP9eso7Pv2URNOSslBH/
$6$：加密盐巴。
对密码原文加密时，加密算法会把“盐巴”加进去，最终生成加密后的密码。
密码原文是加工原料，加了“盐”就得到了菜（加密后的密码）。
（4）Linux也提供了的相应的API，用于获取/etc/shadow中密码信息
比如struct spwd *getspnam(const char *name);
根据用户名获取文件中该用户的密码信息，这个函数与的工作原理getpwuid、getpwnam
函数是一样的。
不过对于一般的开发来说，根本用涉及不到，所以我们这里就不介绍了，
四、组文件：/etc/group
4.1.1 放的是什么
我们之前说过，多个用户在一起可以组成一组，其中的某个用户担任组长，组长用户ID就是组长ID，组长用
户的名字就是整个组的名字。
/etc/group里面放的就是各种用户组相关的信息。
这个文件，普通用户也只能读，不能写。
4.1.2 文件内容
root:x:0:
daemon:x:1:
bin:x:2:
sys:x:3:
.........
zxf:x:1000:
newUser:x:1001:
（1）分成4个字段
1）字段1：组的名字，就是组长用户的用户名
2）字段2：组的密码，就是组长用户的密码，x表示有密码，字段为空的话，表示没有密码
3）字段3：组ID，就是组长用户的ID
4）字段4：组员有哪些
如果字段为空，表示组员就一个，就组长自己。
我们前面介绍过，默认情况下，每个用户自己一个组，自己担任组长，在没有别的用户加入组之前
，组员就自己一个人，自己既是将军也是兵。
我们刚创建一个新文件时，你在什么用户下创建的文件，这个文件的所属用户默认就是当前用户，
所属组就是当前用户自己的那一个组。
当然我们可以使用chown来修改文件的所属组。
4.1.3 getgrgid、getgrnam函数
这两个函数同样是库函数，工作原理和getpwduid、getpwnam完全一样。
（1）函数原型
#include
#include
struct group *getgrnam(const char *name);
struct group *getgrgid(gid_t gid);
（2）函数功能
1）getgrnam函数：利用组名搜索组文件，获取对应组的信息。
2）getgrgid函数：利用组ID搜索组文件，获取对应组的信息。
将获取的内容写到函数开辟的struct group结构体变量中，然后将指针返回给应用程序使用。
zxf:x:1000:
struct group
{
char *gr_name; /* 组名 */
char *gr_passwd; /* 是否有组密码 */
gid_t gr_gid; /* 组ID */
char **gr_mem; /* 指向组成员用户名的的指针数组 */
};
（3）函数返回值
调用成功，则返回指向struct group结构体变量的指针，失败则返回NULL，errno被设置。
五、其它系统文件
比如：
/etc/services：记录了各种网络服务器提供的服务。
/etc/protocols：记录了各种的协议。
/etc/networks：记录网络信息
同样也有类似get***的函数，通过这样的函数，可以获取对应系统文件的信息，后面涉及到了，再来有
针对性的介绍。
有关调用函数获取系统文件信息，在实际开发中用的不多，这里介绍更多是扩展性的，希望你知道有
这么回事，对于大家来说理解即可。
六、获取系统时间
什么是系统时间：就是年月日 时分秒，有OS时，这个时间就是系统提供的，因此成为系统时间。
比如我的应用程序需要显示当前日期和时间，我就可以通过调用相应的API来获取。
区分日期和时间。
日期：年 月 日
时间：时 分 秒
准确来讲，具体的时 分 秒应该指的是时刻，两个时刻之间的差值才是时间，不过平时说习惯了，往往
把时刻也说成是时间，甚至将日期和时间都合称为时间，后面我们说到时间时，指的就是日期和时间合在
一起的情况。
6.1 Linux的计时方式
Linux系统记录的时间，是从公元1970年1月1日00:00:00开始，到现在的总秒数，每过1秒，总秒数就会+1。
这个总秒数 + 1970年1月1日00:00:00这个起点时间，即可计算得到当的前时间。
通过调用Linux系统提供系统 API——time，即可获取这个总秒数，我们可以自己去将这个总秒数转换
成年月日、时分秒，但是由于涉及到闰年闰月的问题，我们一般不会自己去转换，因为很多人连什么是
润年闰月都不清楚，自己写代码去转换不划算。
因此Linux下的C库还提供了gmtime、localtime、mktime、ctime、asctime、strftime等C库函
数，调用这些函数就可以将time函数返回的总秒数，自动的转换为我们要的当前时间。
前面说过，所有语言的库都有获取时间的库API，这些库函数都是基于系统API来实现的，如果是
windows的库，就是基于windows系统API实现的，如果是Linux的库，就是Linux的系统API实现的。
gmtime、localtime
mktime、ctime、
asctime、strftime
C库时间API C++库时间API Java库时间API ...........
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time（OS API）
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Linux OS
同样不要记这些函数，理解即可，通过理解C库的时间API，了解库函数的时间API，才是重点。
以后，如果在你写的c程序中用到了这些函数，查阅笔记和man手册即可。
如果你写的是c++和java函数的话，那就直接调用c++和java的获取时间的库函数即可。
6.2 time
函数原型
#include
time_t time(time_t *t);
1）功能：返回总秒数。
3）参数 t：存放总秒数的缓存的地址。
time_t其实就是int类型，只不过被typedef重命名了。
调用time时，我们需要定一个int变量（缓存）来存放总秒数。
疑问：使用int的变量放总秒数，空间大小够吗？
答：够，如果说你的总秒数，大到int型变量都放不了的话，起码需要好几百年的时间，才能累计如此
之多的总秒数，在我们有生之年你是看不到总秒数把int变量撑爆的情况，你要是能看到，估计都成大仙了。
2）返回值：函数调用成功返回总秒数，失败则返回(time_t)-1 ，errno被设置。
讲到这里可以看出，获取总秒数的方式有两种。
（a）通过返回值获取
time_t tim = time(NULL);
不使用参数时，参数指定为NULL。
（b）参数
time_t tim；
time(&tim);
6.3 gmtime、localtime、mktime、ctime、asctime、strftime
6.3.1 系统API：time和库API：gmtime、localtime、mktime、ctime、asctime、strftime的调用关系
6.3.2 ctime
（1）函数原型
#include
char *ctime(const time_t *timep);
1）功能
将time返回的总秒数，转为固定的格式时间，不过这个时间是国际时间，并不是本地时间（我们的本地时间是北京时间）。
2）参数
保存有总秒数的缓存的地址，这个总秒数，我们需要调用time来得到。
3）返回值
成功：转换后的时间字符串的指针。
失败：返回NULL，errno被设置
6.3.3 gmtime、localtime、mktime
（1）gmtime
1）函数原型
#include
struct tm *gmtime(const time_t *timep);
（a）功能
将time返回的总秒数，转为国际时间的年 月 日 时 分 秒。
然后开辟一个struct tm结构体变量，将年月日时分秒放到struct tm结构体变量中。
struct tm
{
int tm_sec; /* 秒 */
int tm_min; /* 分 */
int tm_hour; /* 时 */
int tm_mday; /* 月天 */
int tm_mon; /* 月份 */
int tm_year; /* 年 */
int tm_wday; /* 周天 */
int tm_yday; /* 年天 */
int tm_isdst; /* 夏时令设置 */
};
（b）参数
存放有总秒数的缓存的地址。
（c）返回值
成功：返回struct tm结构体变量的地址，应用程序就可以使用里面存放的年 月 日 时 分 秒。
失败：返回NULL，errno被设置。
（2）localtime
1）函数原型
#include
struct tm *localtime(const time_t *timep);
功能与gmtime完全一样，只不过是转为本地时间的年月日时分秒，我们的本地时间是北京时间。
（3）mktime
1）函数原型
#include
time_t mktime(struct tm *tm);
（a）功能
将struct tm变量中的年月日时分秒，反过来转为总秒数。
（b）返回值
计算得到的总秒数。
6.3.4 asctime、strftime
（1）asctime
1）函数原型
#include
char *asctime(const struct tm *tm);
（a）函数功能
负责将struct tm中的年月日时分秒，组合为固定格式的时间。
（b）返回值
转换后时间字符换的指针。
（2）strftime
1）函数原型
#include
size_t strftime(char *s, size_t max, const char *format, const struct tm *tm);
（a）功能
与asctime功能一样，只不过strftime能够组合为我们自己指定的时间格式。
为了组合为我们自定义的时间格式，我们需要为函数其指定格式。
（b）返回值
返回转换后时间字符串的字符个数。
（c）参数
· s：缓存地址，这个缓存用于存放转换后的字符串。
· max：缓存的大小
· tm：放有年月日时分秒的结构体变量的地址。
· format：自定义时间格式
与printf("%d %s", a, buf);指定打印格式的操作方式是一样的。
格式怎么用?
比如：
strftime(strtim_buf, sizeof(strtim_buf), "%Y:%m:%d %H:%M:%S\n", tm);
%Y:%m:%d %H:%M:%S指定的时间格式，是中国人惯用的格式 ———— 年：月：日 时：分：秒。
格式表如下：
%a：缩写周日名 TUE
%A：全周日名 Tuesday
%b：缩写月名 Jan
%B：月全名 January
%c：固定格式的日期和时间 Tue Jan 14 19:40:30 1992
%d：月日 26
%H：24小时制 23
%I：小时（上下午12小时制） 11
%j：年日 089
%m：月份 08
%M：分 55
%p：AM/PM（上下午指示） PM
%s：秒 30
%w：（周天到周6用0~6 表示） 0
%x：固定格式日期 01/14/92
%X：固定格式时间 19:40:30
%y：不带公园的年 18
%Y：带公元的年 2018
%z：时区名 MST、DST、WET、......
有关这个表，不要记，你也记不住，理解了，用到时查man手册即可。
