编程技术 - Linux程式设计之一

Linux程式设计之一
2004-04-23 15:18 pm
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Linux程式设计 - 1.fork
http://www.openchess.org/noitatsko/programming/ (2001-05-24 14:08:00)
在UNIX程式设计中，学会fork()的运用，算是相当基本的功夫。
fork()及signal经常运用在daemon守护神这一类常驻程式，另外像a4c.tty/yact/chdrv这些中文终端机程式也有用到，一般如Mozilla/Apache/Squid等大程式几乎都一定会用到。

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程序分歧fork()
fork()会产生一个与父程序相同的子程序，唯一不同之处在於其process id(pid)。
如果我们要撰写守护神程式，或是例如网路伺服器，需要多个行程来同时提供多个连线，可以利用fork()来产生多个相同的行程。

函数宣告
pid_t fork(void);
pid_t vfork(void);
返回值:
-1 : 失败。
0 : 子程序。
>0 : 将子程序的process id传回给父程序。
在Linux下fork()及vfork()是相同的东西。



Linux程式设计- 2.fork, pthread, and signals
http://www.openchess.org/noitatsko/programming/ (2001-05-24 15:00:00)

虽然在UNIX下的程式写作，对thread的功能需求并非很大，但thread在现代的作业系统中，几乎都已经存在了。pthread是Linux上的thread函数库，如果您要在Linux下撰写多线程式，例如MP3播放程式，熟悉pthread的用法是必要的。
有关thread写作，有两本很好的书：
Programming with POSIX Threads
Multithreading Programming Techniques
另外有一份初学者的参考文件Getting Started With POSIX Threads

pthread及signal都可以用一大章来讨论。在这里，我只谈及最简单及常用的技巧，当您熟悉这些基本技巧的运用後，再找一些专门深入探讨pthread及signal程式写作的书籍来研究。这些进阶的写法，用到的机会较少，将层次分明，学习速度应该会比较快。



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thread
我假设您对thread已经有一些基本的概念，因此，在此我将着重於如何实作。
函数宣告
int pthread_create(pthread_t * thread, pthread_attr_t * attr, void * (*start_routine)(void *), void * arg);
int pthread_join(pthread_t th, void **thread_return);
int pthread_detach(pthread_t th);
void pthread_exit(void *retval);
int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr);
资料结构
typedef struct
{
int detachstate;
int schedpolicy;
struct sched_param schedparam;
int inheritsched;
int scope;
} pthread_attr_t;
例一:
#include
#include
#include
#include
void * mythread(void *arg)
{

for (;;) {
printf("thread ");
sleep(1);
}
return NULL;
}

void main(void)
{
pthread_t th;

if (pthread_create(&th,NULL,mythread,NULL)!=0) exit(0);

for (;;) {
printf("main process ");
sleep(3);
}
}

执行结果:
./ex1
main process
thread
thread
thread
main process
thread
thread
thread
main process
thread
thread
thread
main process



Linux程式设计- 3.signals
http://www.openchess.org/noitatsko/programming/ (2001-05-24 16:47:48)
信号处理

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信号处理概说
送出信号
接收信号
信号的处理
任务控制

--------------------------------------------------------------------------------

POSIX IPC
reliable/unreliable
reentrant
pending
sending signals
catching signals
manipulating
signal definitions

--------------------------------------------------------------------------------

信号singals
信号的处理可以用一大章来写，涉及的层面也会深入整个作业系统中，我并不打算这样做，因为您可能会越搞越迷糊。这里我只告诉您如何接上信号，在实用的层面上，这样便很够用了。您可以先利用这些基本的技巧来撰写程式，等到有进一步高等应用的需要时，找一本较深入的UNIX Programming教材，专门研究signal的写法。
一般简单的signal写法如下:

void mysignal(int signo)
{
/* my signal handler */
}

void initsignal(void)
{
struct sigaction act;

act.sa_handler = mysignal;
act.sa_flags = 0;
sigemptyset(&act.sa_mask);
sigaction(SIGHUP,&act,NULL);
sigaction(SIGINT,&act,NULL);
sigaction(SIGQUIT,&act,NULL);
sigaction(SIGILL,&act,NULL);
sigaction(SIGTERM,&act,NULL);
}


例一: lock.c
在fork的例三中提到，在daemon被杀掉时，需要在离开前，将/var/run/lock.pid删除。这里我们可以利用signal来处理这件事。
#include
#include
#include
#include

#define LOCK_FILE "/var/run/lock.pid"

void quit(int signo)
{
printf("Receive signal %d ",signo);
unlink(LOCK_FILE);
exit(1);
}

void main(void)
{
FILE *fp;
pid_t pid;
struct sigaction act;

if (access(LOCK_FILE,R_OK)==0) {
printf("Existing a copy of this daemon! ");
exit(1);
}

pid = fork();

if (pid>0) {
printf("daemon on duty! ");

fp = fopen(LOCK_FILE,"wt");
fprintf(fp,"%d",pid);
fclose(fp);
} else
exit(0); if (pid<0) {
printf("Can't fork! ");
exit(-1);
}

act.sa_handler = quit;
act.sa_flags = 0;
sigemptyset(&act.sa_mask);
sigaction(SIGTERM,&act,NULL);
sigaction(SIGHUP,&act,NULL);
sigaction(SIGINT,&act,NULL);
sigaction(SIGQUIT,&act,NULL);
sigaction(SIGUSR1,&act,NULL);
sigaction(SIGUSR2,&act,NULL);

for (;;) {
sleep(3);
}
}

编译:
gcc -o ex1 lock.c
执行
./ex1
daemon on duty!

送信号
我们先找出该守护神程式的pid
PID=`cat /var/run/lock.pid`

接下来利用kill来送信号

kill $PID

Receive signal 15

程式将会结束，并且/var/run/lock.pid将会被删除掉，以便下一次daemon再启动。注意到如果quit函数内，没有放exit()，程式将永远杀不掉。

接下来送一些其它的信号试试看。
./ex1
PID=`cat /var/run/lock.pid`
kill -HUP $PID

Receive signal 1

您可以自行试试
kill -INT $PID
kill -QUIT $PID
kill -ILL $PID
.
.
.
等等这些信号，看看他们的结果如何。

信号的定义
在/usr/include/signum.h中有各种信号的定义
#define SIGHUP 1 &nb


Linux程式设计- 4.socket
http://www.openchess.org/noitatsko/programming/ (2001-05-24 17:24:26)
UNIX Socket Programming基本上是一本书名。Socket programming其实需要相当程度的基础，我不想在这包山包海地，如果您需要彻底研究，可以买这本书来看。在此我想提供一些简单的Server/Client两端的简单写法，让你有个起点，做为进一步研究的基础。很多涉及较复杂的内容的，我在这便不详细说明，您可以照本宣科，照抄着用，稍微熟悉时，再细细研究。

--------------------------------------------------------------------------------

Client
int sock_connect(char *domain,int port)
{
int white_sock;
struct hostent * site;
struct sockaddr_in me;
site = gethostbyname(domain);
if (site==NULL) return -2;

white_sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if (white_sock<0) return -1;

memset(&me,0,sizeof(struct sockaddr_in));
memcpy(&me.sin_addr,site->h_addr_list[0],site->h_length);
me.sin_family = AF_INET;
me.sin_port = htons(port);

return (connect(white_sock,(struct sockaddr *)&me,sizeof(struct sockaddr))<0) ? -1 : white_sock;
}

要由Client向伺服器端要求连线的步骤，首先您必须要找出对方的位址，可利用:

gethostbyname()

接下来要建立起一个socket，然後用这个socket来建立连线。

接下来我们利用这个简单的socket程式来写一个读取WWW网页的简单浏览器(看html source)。
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

int htconnect(char *domain,int port)
{
int white_sock;
struct hostent * site;
struct sockaddr_in me;

site = gethostbyname(domain);
if (site==NULL) return -2;


white_sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if (white_sock<0) return -1;

memset(&me,0,sizeof(struct sockaddr_in));
memcpy(&me.sin_addr,site->h_addr_list[0],site->h_length);
me.sin_family = AF_INET;
me.sin_port = htons(port);

return (connect(white_sock,(struct sockaddr *)&me,sizeof(struct sockaddr))<0) ? -1 : white_sock;
}

int htsend(int sock,char *fmt,...)
{
char BUF[1024];
va_list argptr;
va_start(argptr,fmt);
vsprintf(BUF,fmt,argptr);
va_end(argptr);
return send(sock,BUF,strlen(BUF),0);
}

void main(int argc,char **argv)
{
int black_sock;
char bugs_bunny[3];

if (argc<2) return;

black_sock = htconnect(argv[1],80);
if (black_sock<0) return;
htsend(black_sock,"GET / HTTP/1.0%c",10);
htsend(black_sock,"Host: %s%c",argv[1],10);
htsend(black_sock,"%c",10);
while (read(black_sock,bugs_bunny,1)>0) { printf("%c",bugs_bunny[0]); }

close(black_sock);
}

编译:
gcc -o ex1 client.c
执行
./ex1 www.linux.org.tw


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Server
Listen to a port
要建立起一个网路伺服器，第一步就是要"倾远方"，也就是要Listen。
以下是一般建立服务的方法:
int DaemonSocket;
struct sockaddr_in DaemonAddr;
int BindSocket(void)
{

DaemonSocket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if (DaemonSocket==-1) return 0;
DaemonAddr.sin_family = AF_INET;
DaemonAddr.sin_port = htons(DAEMON_PORT);
if (bind(DaemonSocket,&DaemonAddr,sizeof(DaemonAddr))<0) {
printf("Can not bind! ");
return 0;
}
if (listen(DaemonSocket,1024)!=0) {
printf("Can not listen! ");
return 0;
}

return 1;
}

Incoming call
要查看是否有连线进来，可用以下方式:
int incoming_call(void)
{
fd_set sock;
struct timeval tv;
int t;

FD_ZERO(&sock);
FD_SET(DaemonSocket,&sock);
tv.tv_sec = 60; tv.tv_usec = 0;
t = select(DaemonSocket + 1,&sock,NULL,NULL,&tv);
if (t<=0||!FD_ISSET(DaemonSocket,&sock)) return 0;

printf("incoming... ");

return 1;
}

Connect Client
当我们确认有人进来要求服务时，会需要accept connection，可用以下方式
int ConnectClient(void)
{
int socksize=sizeof(HostAddr);
unsigned char * addr;

ClientSocket = accept(DaemonSocket,(struct sockaddr*)&HostAddr,&socksize);
if (ClientSocket<0) return 0;

addr = (unsigned char *)&HostAddr.sin_addr.s_addr;

printf("incoming address:%d.%d.%d.%d ",addr[0],addr[1],addr[2],addr[3]);

return 1;
}

注意到当您accept connection之後，连线已建立起，此时要用的socket是ClientSocket，而非DaemonSocket，ClientSocket才是真正用来连线用的socket。

这是个我才刚开始动手写的象棋伺服器。

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

#define DAEMON_LOCK "/var/chess/daemon.lock"
#define DAEMON_LOG "/var/chess/daemon.log"
#define DAEMON_PORT 9901

int DaemonSocket;
struct sockaddr_in DaemonAddr;

int ClientSocket=0;
struct sockaddr_in HostAddr;

void dlog(char *fmt,...)
{
va_list argptr;
FILE *fp;

fp = fopen(DAEMON_LOG,"a+t");
va_start(argptr,fmt);
vfprintf(fp,fmt,argptr);
va_end(argptr);
fclose(fp);
}

pid_t CheckLock(void)
{
pid_t me;
FILE * fp;

fp = fopen(DAEMON_LOCK,"rt");
if (fp==NULL) return 0;
fscanf(fp,"%d",&me);
fclose(fp);

return me;
}

pid_t WriteLock(void)
{
pid_t me;
FILE *fp;

me = getpid();

fp = fopen(DAEMON_LOCK,"w");
fprintf(fp,"%d",me);
fclose(fp);

return me;
}

int CleanLock(void)
{
return (unlink(DAEMON_LOCK)==0);
}

void report_time(void)
{
time_t now;
now = time(NULL);
dlog("%s",asctime((const struct tm*)localtime(&now)));
}

static void signal_catch(int signo)
{
time_t now;

close(DaemonSocket);
if (ClientSocket>0) close(ClientSocket);
CleanLock();
now = time(NULL);
dlog("Catch signal %d, leave at %s ",signo,asctime((const struct tm*)localti
exit(-1);
}

void SetupSignal(void)
{
struct sigaction act;

act.sa_handler = signal_catch;
act.sa_flags = 0;
sigemptyset(&act.sa_mask);
sigaction(SIGHUP,&act,NULL);
sigaction(SIGINT,&act,NULL);
sigaction(SIGQUIT,&act,NULL);
sigaction(SIGILL,&act,NULL);
sigaction(SIGABRT,&act,NULL);
sigaction(SIGIOT,&act,NULL);
sigaction(SIGBUS,&act,NULL);
sigaction(SIGFPE,&act,NULL);
sigaction(SIGTERM,&act,NULL);
}

int BindSocket(void)
{

DaemonSocket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if (DaemonSocket==-1) return 0;
DaemonAddr.sin_family = AF_INET;
DaemonAddr.sin_port = htons(DAEMON_PORT);
if (bind(DaemonSocket,&DaemonAddr,sizeof(DaemonAddr))<0) {
printf("Can not bind! ");
return 0;
}
if (listen(DaemonSocket,1024)!=0) {
printf("Can not listen! ");
return 0;
}

return 1;
}

int incoming_call(void)
{
fd_set sock;
struct timeval tv;
int t;

FD_ZERO(&sock);
FD_SET(DaemonSocket,&sock);
tv.tv_sec = 60; tv.tv_usec = 0;
t = select(DaemonSocket + 1,&sock,NULL,NULL,&tv);
if (t<=0||!FD_ISSET(DaemonSocket,&sock)) return 0;

dlog("incoming... ");

return 1;
}

int ConnectClient(void)
{
int socksize=sizeof(HostAddr);
unsigned char * addr;

ClientSocket = accept(DaemonSocket,(struct sockaddr*)&HostAddr,&socksize);
if (ClientSocket<0) return 0;

addr = (unsigned char *)&HostAddr.sin_addr.s_addr;

dlog("incoming address:%d.%d.%d.%d ",addr[0],addr[1],addr[2],addr[3]);

return 1;
}

int daemon_printf(char *fmt,...)
{
char BUF[4096];
va_list argptr;

va_start(argptr,fmt);
vsprintf(BUF,fmt,argptr);
va_end(argptr);
return write(ClientSocket,BUF,strlen(BUF));
}

void Log(void)
{
char BUF[4096];
read(DaemonSocket,BUF,16);
daemon_printf("%s",BUF[0]);
}

int main(int argc,char **argv)
{
pid_t myself;
time_t now;

/* find myself */
myself = CheckLock();
if (myself!=0) {
printf("Existing a copy of chess daemon[pid=%d], leave now. ",myself);
exit(1);
}

/* fork */
myself = fork();
if (myself>0) {
exit(1);
} else
if (myself<0) {
printf("Strange world! I don't like it. Quit because of pid=%d ",myself);
exit(1);
} else {
SetupSignal();
if (!BindSocket()) {
printf("Can not bind socket! ");
exit(1);
}
WriteLock();
}

printf("Chess Daemon is up, have fun! ");

now = time(NULL);

dlog("---------------------------------------------- ");
dlog(
"I am back! %s"
"Chess Daemon comes to alive again. ",
asctime((const struct tm*)localtime(&now))
);

do {
if (incoming_call()) {

if (ConnectClient()) {

fd_set sock;
struct timeval tv;
int t;
char BUF[128];
char CC[2];
int n;

daemon_printf("Welcome to Chinese Chess Game Center! ");

FD_ZERO(&sock);
FD_SET(ClientSocket,&sock);
n = 0;
do {
tv.tv_sec = 60; tv.tv_usec = 0;
t = select(ClientSocket+1,&sock,NULL,NULL,&tv);
if (t<=0||!FD_ISSET(ClientSocket,&sock)) ;
read(ClientSocket,CC,1);
if (CC[0]==13||CC[0]==10||CC[0]==0) {
BUF[n] = 0;
dlog("%s ",BUF);
if (strncasecmp(BUF,"exit",4)==0) {
close(ClientSocket);
break;
}
n = 0;
} else {
BUF[n]=CC[0]; n++;
}
} while (1);
}
}
} while (1);

return 1;
}

检验
telnet localhost 9901

在处理Connect Client时，事实上可以运用fork或thread来处理多个连线。


Linux程式设计- 5.inetd
http://www.openchess.org/noitatsko/programming/ (2001-05-24 18:08:00)
inetd提供被动式的伺服器服务，也就是伺服器是被使用端所启动，平时则无须存在。例如，ftp, telnetd, pop3,imap, auth等等，这些服务没有人使用时，无须启动。此外，inetd将socket转换成stdin/stdout，因而使得网路服务程式设计大大简化，您可以只用printf及fgets便可完成处理很复杂的网路协定。

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inetd programming
利用inetd来做网路程式设计是个既简单又稳定的设计方法，您不需要考虑到复杂的socket programming。您的设计工作几乎在设计好通讯协定後就完成了，所需要的技巧，仅为简单的文字分析技巧。
goodie inet service
首先，我们先来撰写一个称为goodie的服务程式。
goodie.c
#include
#include
#include

void main(void)
{
printf("Welcome to goodie service! ");
}

这个程式很简单，不是吗?

编译
gcc -o goodie goodie.c
设定/etc/services及/etc/inetd.conf
在/etc/services中加入以下这一行
goodie 20001/tcp

其意义为goodie这项服务是在port 20001、TCP协定。

接下来在/etc/inetd.conf中加入以下这一行

goodie stream tcp nowait root /full_goodie_path_name/goodie

各项参数的意义为


service_name需要为在services中存在的名称。
sock_type有很多种，大多用的是stream/dgram。
proto一般用tcp/udp。
flags有wait/nowait。
user是您指定该程式要以那一个使用者来启动，这个例子中用的是root，如果有安全性的考量，应该要改用nobody。一般来说，建议您用低权限的使用者，除非必要，不开放root使用权。
server_path及args，这是您的服务程式的位置及您所想加入的参数。

接下来重新启动inetd

killall inetd
inetd

这样我们便建立起一个port 20001的goodie service。
现在我们来检验一下goodie是否可以执行:

telnet localhost 20001
或
telnet your_host_name 20001

执行结果
Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
Welcome to goodie service!
Connection closed by foreign host.
很简单不是吗? 信不信由您，telnet/pop3/imap/ftp都是靠这种方式建立起来的服务。

我们现在来建立一点小小的"网路协定"，这个协定使我们可以输入"exit"时，离开程式，而其他的指令都是输出与输入相同的字串。

#include
#include
#include

void main(void)
{
char buf[1024];
int ok;

printf("Welcome to goodie service! ");
fflush(stdout);

ok=0;
do {
while (fgets(buf,1023,stdin)==NULL);
if (strncasecmp(buf,"exit",4)==0) ok=1;
printf(buf);
fflush(stdout);
} while (!ok);
}

执行结果
telnet localhost 20001
或
telnet your_host_name 20001

Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
Welcome to goodie service!

输入"help"

help
help

输入"exit"

exit
exit
Connection closed by foreign host.

接下来，我们将设计一个稍微复杂一点点的通讯协定，比较通用於一般用途。
#include
#include
#include

char *cmds[]={
"help",
"say",
"hello",
"bye",
"exit",
NULL
};

int getcmd(char *cmd)
{
int n=0;
while (cmds[n]!=NULL) {
if (strncasecmp(cmd,cmds[n],strlen(cmds[n]))==0) return n;
n++;
}
return -1;
}

void main(void)
{
char buf[1024];
int ok;

printf("Welcome to goodie service! ");
fflush(stdout);

ok=0;
do {
while (fgets(buf,1023,stdin)==NULL);
switch (getcmd(buf)) {
case -1: printf("Unknown command! "); break;
case 0: printf("How may I help you, sir? "); break;
case 1: printf("I will say %s",&buf[3]); break;
case 2: printf("How're you doing today? "); break;
case 3: printf("Si ya, mate! "); ok=1; break;
case 4: printf("Go ahead! "); ok=1; break;
}
fflush(stdout);
} while (!ok);

}

telnet localhost 20001
或
telnet your_host_name 20001

试试看输入"help"、"say"、"hello"、"bye"、"exit"等等指令，及其它一些不在命令列中的指令。

在设计inetd服务程式时，要特别注意buffer overflow的问题，也就是以下这种状况:

char buffer_overflow[64];
fscanf(stdin,"%s",buffer_overflow);

历来几乎所有的安全漏洞都是由此而来的。
你一定不可这样用，不论任何理由，类同的用法也不可以。Cracker可以透过将您的buffer塞爆，然後塞进他自己的程式进来执行。


Linux程式设计- 6.syslog
http://www.openchess.org/noitatsko/programming/ (2001-05-24 19:00:00)
在Linux下有个syslogd的Daemon程式，syslog是个系统管理员必看的档案。因此，如果您的程式有除错或安全讯息要显示，写到syslog是个很好的选择。
syslog有三个函数，使用上，一般您只需要用syslog(...)这个函数即可，一般使用状况下，openlog/closelog是可有可无的。

syslog()中的priority是facility及level的组合，其後参数的用法与printf无异。

例:
#include
#include
#include
#include
void main(void)
{
if (fork()==0) {
for (;;) {
syslog(LOG_USER|LOG_INFO,"syslog programming test ");
sleep(10);
}
}
}

检验:
tail -f /var/log/messages
Mar 22 01:42:51 foxman log: syslog programming test
Mar 22 01:43:31 foxman last message repeated 4 times
Mar 22 01:44:31 foxman last message repeated 6 times
Mar 22 01:45:31 foxman last message repeated 6 times
Mar 22 01:46:21 foxman last message repeated 5 times



--------------------------------------------------------------------------------

void openlog( char *ident, int option, int facility)
void syslog( int priority, char *format, ...)
void closelog( void )
option
用於openlog()的option参数可以是以下几个的组合:

LOG_CONS : 如果送到system logger时发生问题，直接写入系统console。
LOG_NDELAY : 立即开启连接(通常，连接是在第一次写入讯息时才打开的)。
LOG_PERROR : 将讯息也同时送到stderr
LOG_PID : 将PID含入所有讯息中

facility
facility参数用来指定何种程式在记录讯息，这可让设定档来设定何种讯息如何处理。

LOG_AUTH : 安全/授权讯息(别用这个，请改用LOG_AUTHPRIV)
LOG_AUTHPRIV : 安全/授权讯息
LOG_CRON : 时间守护神专用(cron及at)
LOG_DAEMON : 其它系统守护神
LOG_KERN : 核心讯息
LOG_LOCAL0到LOG_LOCAL7 : 保留
LOG_LPR : line printer次系统
LOG_MAIL : mail次系统
LOG_NEWS : USENET news次系统
LOG_SYSLOG : syslogd内部所产生的讯息
LOG_USER(default) : 一般使用者等级讯息
LOG_UUCP : UUCP次系统

level
决定讯息的重要性. 以下的等级重要性逐次递减:

LOG_EMERG : 系统无法使用
LOG_ALERT : 必须要立即采取反应行动
LOG_CRIT : 重要状况发生
LOG_ERR : 错误状况发生
LOG_WARNING : 警告状况发生
LOG_NOTICE : 一般状况，但也是重要状况
LOG_INFO : 资讯讯息
LOG_DEBUG : 除错讯息

Linux程式设计- 7.zlib的运用
http://www.openchess.org/noitatsko/programming/ (2001-05-24 20:10:00)


gzip(*.gz)档案格式几乎是Linux下的标准格式了，有人认为bzip2的压缩率比gzip来得高。一般来说，这个说法大致正确，不过根据我个人的经验，有一半以上的档案，bzip2没有比gzip的压缩率来得高，有少数状况下，gzip压缩率反而比bzip2来的高。
zlib是个支援gzip档案格式的函数库，它使得gz档的存取就犹如开档关档一样地容易，您可以很容易地为您的程式加入gz档的支援。



--------------------------------------------------------------------------------

使用例 : showgz.c
#include
#include
#include
void main(int argc,char **argv)
{
gzFile zip;
int c;

if (argc<2) return;

zip = gzopen(argv[1],"rb");
while ((c=gzgetc(zip))!=EOF) putchar(c);
gzclose(zip);
}

编译
gcc -o showgz showgz.c -lz
检验
gzip -9 < showgz.c > showgz.c.gz
./showgz showgz.c.gz
将会把这个程式内容显示出来，showgz的作用可说等於gzip -dc。



--------------------------------------------------------------------------------

函数宣告
gzFile gzopen (const char *path, const char *mode);
开启一个gzip(*.gz)档。
mode参数可为"rb"或"wb"。
另外也可包含压缩程度如"wb9"。
用'f'作为过滤资料，如"wb6f"。
用'h'可指定Huffman only压缩，如"wb1h"
gzopen亦可用於读取非压缩的gzip档案格式，在这种状况下，gzread会直接读取，而不进行解压缩。

int gzread (gzFile file, voidp buf, unsigned len);
与read的用法相同。

int gzwrite (gzFile file, const voidp buf, unsigned len);
与write用法相同。

int gzprintf (gzFile file, const char *format, ...);
与fprintf用法相同。

char * gzgets (gzFile file, char *buf, int len);
与fgets用法相同。

int gzputc (gzFile file, int c);
与fputc用法相同。

int gzgetc (gzFile file);
与fgetc用法相同。

int gzflush (gzFile file, int flush);
与fflush作用相同。

z_off_t gzseek (gzFile file, z_off_t offset, int whence);
whence不支援SEEK_END
如果档案是开启为"读取"，则SEEK_SET及SEEK_CUR，向前及向後均支援，不过很慢就是了。
如果档案是开启为"写入"，仅支援向前SEEK。

int gzrewind (gzFile file);
与gzseek(file, 0L, SEEK_SET)相同作用，仅在读取时有效。

z_off_t gztell (gzFile file);
返回值 : 目前档案位置(解压缩後的位置)

int gzeof (gzFile file);
返回值 : 1 - EOF, 0 - not EOF

int gzclose (gzFile file);
关闭档案
返回值 : zlib error number


Linux程式设计- 8.crypt
http://www.openchess.org/noitatsko/programming/ (2001-05-24 21:04:00)


crypt是个密码加密函数，它是基於Data Encryption Standard(DES)演算法。crypt基本上是One way encryption，因此它只适用於密码的使用，不适合於资料加密。
char *crypt(const char *key, const char *salt);

key是使用者的密码。salt是两个字，每个字可从[a-zA-Z0-9./]中选出来，因此同一密码增加了4096种可能性。透过使用key中每个字的低七位元，取得56-bit关键字，这56-bit关键字被用来加密成一组字，这组字有13个可显示的ASCII字，包含开头两个salt。

crypt在您有自行管理使用者的场合时使用，例如会员网站、BBS等等。



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例一 : crypt_word.c
#include
#include
#include
void main(int argc,char **argv)
{
if (argc!=3) exit(0);
printf("%s ",crypt(argv[1],argv[2]));
}

编译
gcc -o crypt_word crypt.c -lcrypt
检验
请先看您的/etc/passwd，找一个您自己的帐号，看前面两个字，那是您自己的salt。接下来输入:
./crypt_word your_password salt

看看它们是否相同(应该要相同，除非您加了crypt plugin或使用不同的crypt function，例如shadow、pam，这种状况下，加密字是不同的)，另外检验看看他们是否为13个字。

您也可以利用Apache上所附的htpasswd来产生加密字做为验。

例二: verify_passwd.c
注意，这个例读取/etc/passwd的资料，不适用於使用shadow或已经使用pam的系统(例如slackware，RedHat及Debian在不外加crypt plugin的状况下，应当相同)。此例仅供参考，做为解crypt函数运作的情形，真正撰写程式时，应该避免类似的写法。
#include
#include
#include

typedef struct {
char username[64];
char passwd[16];
int uid;
int gid;
char name[256];
char root[256];
char shell[256];
} account;

/* 注意! 以下的写法，真实世界的软体开发状况下，千万不要用! */
int acc_info(char *info,account *user)
{
char * start = info;
char * now = info;

/* username */
while (*now&&*now!=':') now++; /* 这是超级大安全漏洞 */
if (!*now) return 0;
*now = 0; now++;
strcpy(user->username,start); /* 这会导致buffer overflow */
start = now;
/* passwd */
while (*now&&*now!=':') now++; /* 这是超级大安全漏洞 */
if (!*now) return 0;
*now = 0; now++;
strcpy(user->passwd,start); /* 这会导致buffer overflow */
start = now;
/* uid */
while (*now&&*now!=':') now++;
if (!*now) return 0;
*now = 0; now++;
user->uid = atoi(start);
start = now;
/* gid */
while (*now&&*now!=':') now++;
if (!*now) return 0;
*now = 0; now++;
user->gid = atoi(start);
start = now;
/* name */
while (*now&&*now!=':') now++; /* 这是超级大安全漏洞 */
if (!*now) return 0;
*now = 0; now++;
strcpy(user->name,start); /* 这会导致buffer overflow */
start = now;
/* root */
while (*now&&*now!=':') now++; /* 这是超级大安全漏洞 */
if (!*now) return 0;
*now = 0; now++;
strcpy(user->root,start); /* 这会导致buffer overflow */
start = now;
/* shell */
while (*now&&*now!=':') now++; /* 这是超级大安全漏洞 */
*now = 0; now++;
strcpy(user->shell,start); /* 这会导致buffer overflow */
start = now;
return 1;
}

int read_password(char *filename,account *users)
{
FILE *fp;
char buf[1024];
int n;

n = 0;
fp = fopen(filename,"rt");
while (fgets(buf,1024,fp)!=NULL) {
if (acc_info(buf,&users[n])) n++;
}
fclose(fp);
return n;
}

void main(int argc,char **argv)
{
int n,i,done;
account ACC[128];
char username[256];
char password[256];
char * passwd;
char salt[4];

if (argc<2) {
printf("username:");
scanf("%s",username); /* 这是超级大安全漏洞 */
} else strcpy(username,argv[1]); /* 这是超级大安全漏洞 */
if (argc<3) {
printf("password:");
scanf("%s",password); /* 这是超级大安全漏洞 */
} else strcpy(password,argv[2]); /* 这是超级大安全漏洞 */

n = read_password("/etc/passwd",ACC);

for (i=0,done=0;i if (strcmp(username,ACC[i].username)==0) {
salt[0] = ACC[i].passwd[0];
salt[1] = ACC[i].passwd[1];
salt[2] = 0;
passwd = crypt(password,salt);
printf("%s %s %s ",ACC[i].username,ACC[i].passwd,passwd);
if (strcmp(passwd,ACC[i].passwd)==0) {
printf("login successfully! ");
} else {
printf("incorrect password! ");
}
done = 1;
}
if (!done) printf("invalid username! ");
}

编译
gcc -o verify_passwd verify_passwd.c -lcrypt
检验
./verify_passwd your_username your_password
避免安全漏洞
buffer overflow是个很严重的安全漏洞，通常您不可使用像char buf[xxxx]的宣告。在这一类与安全有相关的任何程式写作中(不是只有密码，例如像www/ftp/telnet的这一类对外窗口都要算在内)，您应该要先检查字串长度。例如以下例子:
len = strlen(incoming_username);
if (len>xxx) invalid;
new_string = (char*)malloc(len+1);
strcpy(new_string,incoming_username);
your_own_operations...

如此才能避免buffer overflow，万万不可滥做假设，切记切记，连许多数十年经验丰富的老手都会犯这个错误。



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与crypt函数相关者尚有以下三个:
void setkey (const char *key);
void encrypt (char *block, int edflag);
void swab (const char *from, char *to, ssize_t n);
一般来说，除非您有特殊需求，你不会用到这三个。


Linux程式设计- 9.PAM
http://www.openchess.org/noitatsko/programming/ (2001-05-24 22:08:00)


Linux-PAM stands for Pluggable Authentication Modules for Linux。
PAM是个可外挂式的认模组。其详细文件一般在/usr/doc/pam-XX中，您也可以在metalab.unc.edu/LDP或Red Hat站中找到PAM-HOWTO。

我不准备介绍PAM的使用，在此我将精力放在如何运用PAM的函数库上。您在进一步看下去之前，应当先阅读有关PAM的相关资料，并且先解其运作机制，对它先有个初步解，然後再回来继续。


Linux程式设计- 10.termios/keymap/terminal programming
http://www.openchess.org/noitatsko/programming/ (2001-05-25 07:00:00)


termios



int tcgetattr (int fd, struct termios *termios_p);
int tcsetattr (int fd, int optional_actions,const struct termios *termios_p);







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keymap
我写了一个小程式来专门处理Linux上的keymap，keymap.h及keymap.c。
在Linux Terminal上，如果您想要设定某些按键返回特定值，您会需要用到以下这些技巧。

设定keymap
#include
#include
void setkeymap(void)
{
struct kbentry KEYMAP;
KEYMAP.kb_table=STATE;
KEYMAP.kb_index=SCANCODE;
KEYMAP.kb_value=VALUE;
ioctl(console,KDSKBENT,&KEYMAP);
}

STATE为状态键组合
/usr/include/linux/keyboard.h中

#define KG_SHIFT 0
#define KG_CTRL 2
#define KG_ALT 3
#define KG_ALTGR 1
#define KG_SHIFTL 4
#define KG_SHIFTR 5
#define KG_CTRLL 6
#define KG_CTRLR 7
#define KG_CAPSSHIFT 8

使用方式如:
#define KST_CTRL (1<#define KST_ALT (1<#define KST_SHIFT (1<#define KST_CTRL_ALT (KST_CTRL|KST_ALT)
#define KST_ALT_SHIFT (KST_ALT|KST_SHIFT)

SCANCODE为键盘扫描码

#define SCAN_ESC 0x01
#define SCAN_1 0x02
#define SCAN_2 0x03
#define SCAN_3 0x04
#define SCAN_4 0x05
#define SCAN_5 0x06
#define SCAN_6 0x07
#define SCAN_7 0x08
#define SCAN_8 0x09
#define SCAN_9 0x0A
#define SCAN_0 0x0B
#define SCAN_MINUS 0x0C
#define SCAN_PLUS 0x0D
#define SCAN_BACK 0x0E
#define SCAN_TAB 0x0F
#define SCAN_Q 0x10
#define SCAN_W 0x11
#define SCAN_E 0x12
#define SCAN_R 0x13
#define SCAN_T 0x14
#define SCAN_Y 0x15
#define SCAN_U 0x16
#define SCAN_I 0x17
#define SCAN_O 0x18
#define SCAN_P 0x19
#define SCAN_LTQUOTE 0x1A
#define SCAN_RTQUOTE 0x1B
#define SCAN_ENTER 0x1C
#define SCAN_CTRL 0x1D
#define SCAN_A 0x1E
#define SCAN_S 0x1F
#define SCAN_D 0x20
#define SCAN_F 0x21
#define SCAN_G 0x22
#define SCAN_H 0x23
#define SCAN_J 0x24
#define SCAN_K 0x25
#define SCAN_L 0x26
#define SCAN_SPLIT 0x27
#define SCAN_QUOTE 0x28
#define SCAN_MARK 0x29
#define SCAN_LSHIFT 0x2A
#define SCAN_STAND 0x2B
#define SCAN_Z 0x2C
#define SCAN_X 0x2D
#define SCAN_C 0x2E
#define SCAN_V 0x2F
#define SCAN_B 0x30
#define SCAN_N 0x31
#define SCAN_M 0x32
#define SCAN_LSQUOTE 0x33
#define SCAN_RSQUOTE 0x34
#define SCAN_QUESTION 0x35
#define SCAN_RSHIFT 0x36
#define SCAN_PRTSCR 0x37
#define SCAN_ALT 0x38
#define SCAN_SPACE 0x39
#define SCAN_CAPSLOCK 0x3A
#define SCAN_F1 0x3B
#define SCAN_F2 0x3C
#define SCAN_F3 0x3D
#define SCAN_F4 0x3E
#define SCAN_F5 0x3F
#define SCAN_F6 0x40
#define SCAN_F7 0x41
#define SCAN_F8 0x42
#define SCAN_F9 0x43
#define SCAN_F10 0x44
#define SCAN_NUMLOCK 0x45

#define SCAN_HOME 0x47
#define SCAN_UP 0x48
#define SCAN_PGUP 0x49
#define SCAN_LEFT 0x4B

#define SCAN_RIGHT 0x4D

#define SCAN_END 0x4F
#define SCAN_DOWN 0x50
#define SCAN_PGDN 0x51
#define SCAN_INSERT 0x52
#define SCAN_DELETE 0x53
#define SCAN_F11 0x85
#define SCAN_F12 0x86

/usr/include/linux/kd.h中

struct kbentry {
unsigned char kb_table;
unsigned char kb_index;
unsigned short kb_value;
};

#define KDGKBENT 0x4B46 /* gets one entry in translation table */
#define KDSKBENT 0x4B47 /* sets one entry in translation table */

而console为
console = open("/dev/console",O_RDWR);

读取按键
read(console,&c,sizeof(char));

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terminal programming
term.h/term.c是我写来专门处理一些小型的互动界面程式。




Terminal指令集
设定颜色 :