システム・プログラムI 電子・情報工学系 新城 靖 <yas@is.tsukuba.ac.jp>
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レポートは、yas ではなくsyspro へ。
Subject: には、report1, report2 のように、番号を振るように。 report0 は不可。
プログラムを書く時に、実際に動く小さいプログラムの断片は、便利である。 日頃から自分で収集するといい。
コマンドがどんなどのシステム・コールを使っているかは、マニュアルの末尾 の SEE ALSO に出ている。
バッファ・オーバーランのバグ。
たとえば、100 バイトのメモリ領域しか割り当てていない時に、それ以上のメ モリを利用してしまうこと。インターネットからアクセスされるプログラムで は、このバグが狙われる。gets() や scanf(), sscanf() での %s、strcpy() などが危険。バイト数をチェックしない。
Java では、この問題は起きない。
---------------------------------------------------------------------- 1: /* 2: get-time.c -- 現在の時刻を表示するプログラム。 3: ~yas/syspro1/time/get-time.c 4: $Header: /home/lab2/OS/yas/syspro1/time/RCS/get-time.c,v 1.2 1998/05/18 14:18:20 yas Exp $ 5: Start: 1998/05/18 22:29:17 6: */ 7: 8: #include <sys/types.h> /* time(2) */ 9: #include <time.h> /* time(2) */ 10: 11: /* 12: typedef long time_t; 13: time_t time(time_t *tloc); 14: */ 15: 16: main() 17: { 18: time_t t ; 19: t = time( 0 ); 20: printf("%d: %s",t,ctime(&t) ); 21: t ++ ; 22: printf("%d: %s",t,ctime(&t) ); 23: t = 0 ; 24: printf("%d: %s",t,ctime(&t) ); 25: } ----------------------------------------------------------------------
環境変数 TZ で、ctime(3) ライブラリ関数の動きが変わる。---------------------------------------------------------------------- % date1998年 5月18日(月曜日) 22時40分33秒 JST % ./get-time
895498835: Mon May 18 22:40:35 1998 895498836: Mon May 18 22:40:36 1998 0: Thu Jan 1 09:00:00 1970 % printenv TZ
JST-9 % unsetenv TZ
% date
1998年 5月18日(月曜日) 13時41分03秒 GMT % ./get-time
895498869: Mon May 18 13:41:09 1998 895498870: Mon May 18 13:41:10 1998 0: Thu Jan 1 00:00:00 1970 %
----------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------- 1: /* 2: proc-uid-print.c -- 現在のプロセスのUIDを表示するプログラム。 3: ~yas/syspro1/proc/proc-uid-print.c 4: $Header: /home/lab2/OS/yas/syspro1/user/RCS/uid-print.c,v 1.2 1998/05/18 14:43:10 yas Exp $ 5: Start: 1998/05/18 23:20:16 6: */ 7: 8: #include <sys/types.h> /* getuid(2) */ 9: #include <unistd.h> /* getuid(2) */ 10: #include <pwd.h> /* getpwuid(3) */ 11: #include <grp.h> /* getgrgid(3) */ 12: 13: #if 0 14: typedef o_uid_t o_gid_t; /* old GID type */ 15: typedef long uid_t; 16: extern uid_t getuid(void); 17: #endif 18: 19: extern char *uid2uname(uid_t uid); 20: extern char *gid2gname(gid_t gid); 21: 22: main() 23: { 24: uid_t uid ; 25: uid = getuid(); 26: printf("%d: %s\n",uid,uid2uname(uid) ); 27: uid = 0 ; 28: printf("%d: %s\n",uid,uid2uname(uid) ); 29: } 30: 31: char *uid2uname(uid_t uid) 32: { 33: struct passwd *pwd ; 34: pwd = getpwuid( uid ); 35: if( pwd ) 36: return( pwd->pw_name ); 37: else 38: { 39: static char buf[100] ; /* must be static, bad for multithreading */ 40: sprintf(buf,"%d",uid ); 41: return( buf ); 42: } 43: } 44: 45: char *gid2gname(gid_t gid) 46: { 47: struct group *grp ; 48: grp = getgrgid( gid ); 49: if( grp ) 50: return( grp->gr_name ); 51: else 52: { 53: static char buf[100] ; /* must be static, bad for multithreading */ 54: sprintf(buf,"%d",gid ); 55: return( buf ); 56: } 57: } ----------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------- % ./proc-uid-print1231: yas 0: root %
----------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------- 1: /* 2: ystat.c -- stat システム・コールのシェル・インタフェース 3: ~yas/syspro1/file/ystat.c 4: $Header: /home/lab2/OS/yas/syspro1/file/RCS/ystat.c,v 1.4 1998/05/18 13:20:36 yas Exp $ 5: Start: 1995/03/07 20:59:12 6: */ 7: 8: #include <sys/types.h> /* stat(2) */ 9: #include <sys/stat.h> /* stat(2) */ 10: #include <sys/sysmacros.h> /* major(), minor() */ 11: #include <stdio.h> 12: 13: #if 0 14: struct stat { 15: dev_t st_dev; 16: long st_pad1[3]; /* reserved for network id */ 17: ino_t st_ino; 18: mode_t st_mode; 19: nlink_t st_nlink; 20: uid_t st_uid; 21: gid_t st_gid; 22: dev_t st_rdev; 23: long st_pad2[2]; /* dev and off_t expansion */ 24: off_t st_size; 25: long st_pad3; /* future off_t expansion */ 26: timestruc_t st_atim; 27: timestruc_t st_mtim; 28: timestruc_t st_ctim; 29: long st_blksize; 30: blkcnt_t st_blocks; 31: char st_fstype[_ST_FSTYPSZ]; 32: long st_pad4[8]; /* expansion area */ 33: }; 34: #endif 35: 36: extern void stat_print( char *path ); 37: 38: main( int argc, char *argv[] ) 39: { 40: if( argc != 2 ) 41: { 42: fprintf( stderr,"Usage:%% %s filename \n",argv[0] ); 43: exit( 1 ); 44: } 45: stat_print( argv[1] ); /* 引数はファイル */ 46: } 47: 48: void stat_print( char *path ) 49: { 50: struct stat buf ; 51: if( stat( path,&buf ) == -1 ) 52: { 53: perror( path ); 54: exit( 1 ); 55: } 56: 57: printf("path: %s\n",path ); 58: printf("dev: %d,%d\n",major(buf.st_dev),minor(buf.st_dev) ); 59: printf("ino: %d\n",buf.st_ino ); 60: printf("mode: 0%o\n",buf.st_mode ); 61: printf("nlink: %d\n",buf.st_nlink ); 62: printf("uid: %d\n",buf.st_uid ); 63: printf("gid: %d\n",buf.st_gid ); 64: printf("rdev: %d,%d\n",major(buf.st_rdev),minor(buf.st_rdev) ); 65: printf("size: %d\n",buf.st_size ); 66: printf("atime: %s",ctime(&buf.st_atime) ); 67: printf("mtime: %s",ctime(&buf.st_mtime) ); 68: printf("ctime: %s",ctime(&buf.st_ctime) ); 69: printf("blksize: %d\n",buf.st_blksize ); 70: printf("blocks: %d\n",buf.st_blocks ); 71: } ----------------------------------------------------------------------
この実行結果から次のようなことがわかる。---------------------------------------------------------------------- % ./ystat ystat.cpath: ystat.c dev: 8,3 ino: 17639075 mode: 0100644 nlink: 1 uid: 1231 gid: 40 rdev: 0,0 size: 1767 atime: Mon May 18 22:20:44 1998 mtime: Mon May 18 22:20:44 1998 ctime: Mon May 18 22:20:44 1998 blksize: 8192 blocks: 4 % /sbin/stat ystat.c
ystat.c: inode 17639075; dev 2097155; links 1; size 1767 regular; mode is rw-r--r--; uid 1231 (yas); gid 40 (lab) st_fstype: nfs3 change time - Mon May 18 22:20:44 1998 <895497644> access time - Mon May 18 22:20:44 1998 <895497644> modify time - Mon May 18 22:20:44 1998 <895497644> %
----------------------------------------------------------------------
0100644の上位4ビット、つまり、0170000と AND (C言語のでは、
&演算子)をとった結果は 0100000 となる。この値は、普通のファ
イル(regular file)を意味する。ディレクトリの場合、0040000 となる。こ
れらの数は、
----------------------------------------------------------------------
#define S_IFMT 0xF000 /* type of file */
#define S_IFIFO 0x1000 /* fifo */
#define S_IFCHR 0x2000 /* character special */
#define S_IFDIR 0x4000 /* directory */
#define S_IFBLK 0x6000 /* block special */
#define S_IFREG 0x8000 /* regular */
#define S_IFLNK 0xA000 /* symbolic link */
#define S_IFSOCK 0xC000 /* socket */
#define S_ISFIFO(mode) ((mode&S_IFMT) == S_IFIFO)
#define S_ISCHR(mode) ((mode&S_IFMT) == S_IFCHR)
#define S_ISDIR(mode) ((mode&S_IFMT) == S_IFDIR)
#define S_ISBLK(mode) ((mode&S_IFMT) == S_IFBLK)
#define S_ISREG(mode) ((mode&S_IFMT) == S_IFREG)
#define S_ISLNK(m) (((m) & S_IFMT) == S_IFLNK)
#define S_ISSOCK(m) (((m) & S_IFMT) == S_IFSOCK)
----------------------------------------------------------------------
プログラム中では、次のようにしてファイルの型を調べることができる。
----------------------------------------------------------------------
switch( buf.st_mode & S_IFMT )
{
case S_IFREG:
ファイルの時の処理;
break;
case S_IFDIR: ...
ディレクトリの時の処理;
break;
....
}
----------------------------------------------------------------------
あるいは、
----------------------------------------------------------------------
if( S_ISREG(buf.st_mode) )
{
ファイルの時の処理;
}
else if( S_ISDIR(buf.st_mode) )
{
ディレクトリの時の処理;
}
----------------------------------------------------------------------
モードの下位9ビット(上の例では、8進数で 644 )は、許可されたアクセス 方法を表している。その9ビットは、3ビットづつに区切られおり、上位から 所有者(owner)、グループ(group)、その他(others)に許可(permission) されているアクセス方式を表している。所有者(owner)の代りに、利用者 (user)という言葉が使われることもある。
各3ビットは次の様なアクセス方法が許可されていることを意味する。
---------------------------------------------------------------------- ls -l 3ビット値 アクセス権 ---------------------------------------------------------------------- r 4 読込み可能 w 2 書込み可能 x 1 実行可能(ディレクトリの場合は、検索可能) ----------------------------------------------------------------------このように、普通のファイルとディレクトリで "x" の意味が異なる。
umask
コマンドコマンドを使う。
YHM_umask コマンドは、シェルの 内部コマンドである。マスクは、プロセスの属性の1つで、 子プロセス、孫プロセスと代々受け 継がれていきく。現在のシェルのマスクを見れば、 シェルから実行されるプロセスのマスクがわかる。---------------------------------------------------------------------- % umask22 %
----------------------------------------------------------------------
umask を操作するシステム・コールは、umask(コマンドと同じ名前)である。
マスクは、モードと同じく8進数で考える。たとえば、022 は、次のように 読む。
---------------------------------------------------------------------- --- 000 新しいファイルは、自分自身は、読み書き自由。 -w- 020 同じグループの人は、ファイルの書込みを禁止する。 +) -w- 002 その他の人も、ファイルの書込みを禁止する。 ---------------- 022 ----------------------------------------------------------------------このように、モードの逆になる。 マスクを変えるには、umask コマンドに、引数を与えて実行します。
この例では、シェルのマスクを 022 から 066 へ変更しています。---------------------------------------------------------------------- % umask22 % % umask 066
% umask
66 %
----------------------------------------------------------------------
umask コマンドによるマスクの設定は、
普通、~/.cshrc
や ~/.login
に入れる。
rsh
コマンド時も実行さ
れるように、~/.cshrc
に入れて置くのが無難である。
rw-rw-rw-
)になることが多い。これは、ファイルを作るプロ
グラム(cp, mule などで)で、次のようにファイルを作っていることに由来す
る。
open("file1",O_CREAT|O_TRUNC,0666);すると、UNIXオペレーティング・システムのカーネルは、システム・コールの 引数とマスクを保持している変数
mask
を使って
mode = 0666 & ~mask ;というモードのファイルを作る。「
&
」
は、ビットごとのAND、「~
」は、ビット反
転である。この場合、繰り下がりがないので、
mode = 0666 - mask ;と考えてもよい。結果として、マスクの部分のビットが落ちたモード を持つファイルが作られる。
たとえば、マスクが 022 の時、作
成されるファイルのモードは、666からマスクの022を引くので、次のように
644 (rw-r--r--
) になる。
マスクを 0 にして、同じことをすると、モードが 666 になる。---------------------------------------------------------------------- % umask22 % echo "This is file1" > file1
% ls -l file1
-rw-r--r-- 1 yas 14 Sep 14 17:25 file1 %
----------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------- % umask 000% umask
0 % rm file1
% echo "This is file1" > file1
% ls -l file1
-rw-rw-rw- 1 yas 14 Sep 14 17:29 file1 %
----------------------------------------------------------------------
マスクは、新しくファイルを作る時にのみ有効である。すでに、ファイルが存 在する場合、ファイルに書込みをしても、モードは変わらない。たとえば、
新しくディレクトリを作る時、そのモードは、最大 777 (---------------------------------------------------------------------- % chmod 777 file1% ls -l file1
-rwxrwxrwx 1 yas 14 Jan 23 16:28 file1 % umask 022
% echo "a" > file1
% ls -l file1
-rwxrwxrwx 1 yas 2 Jan 23 18:05 file1 %
----------------------------------------------------------------------
rwxrwxrwx
)になることが多い。これは、ディレクトリを作る
プログラムが、
mkdir("dir1",0777 );となっているからである。この結果、ファイルと同様に
mode = 0777 & ~maskというモードを持つディレクトリが作られる。
たとえば、マスクが 022 の時、作成されるディレクトリのモードは、777から
マスクの022を引くので、次のように 755 (rwxr-xr-x
) に
なる。
マスクを 0 にして、同じことをすると、---------------------------------------------------------------------- % umask22 % mkdir dir1
% ls -ld dir1
drwxr-xr-x 2 yas 512 Jan 23 18:09 dir1 %
----------------------------------------------------------------------
新しく YHM_mkdir() コマンドで作ったディレクトリの モードが 777 になる。---------------------------------------------------------------------- % umask 0% rmdir dir1
% mkdir dir1
% ls -ld dir1
drwxrwxrwx 2 yas 512 Jan 23 18:09 dir1 %
----------------------------------------------------------------------
UNIXは、マルチユーザのシステムなので、ユーザ1人ひとりを認識するような アクセス制御の仕組みを持っている。たとえば、UNIX では、共同プロジェク トに関連したファイルは、他のユーザにも見せてもよいが、個人の電子メール は、他の人には見せないといった制御ができる。
これに対して、パーソナル・コンピュータ用のオペレーティング・システムで は、このような複数のユーザを識別したアクセス制御はできない。
ファイルの「内容」のアクセス3段階であるが、ファイルの「属性」次の2段 階である。
ディレクトリを stat(2) で調べると、リンク数が2以上になっている。 "." と 子ディレクトリの ".." の分だけ増えている。---------------------------------------------------------------------- % ls -li /usr/bsd/{compress,uncompress,zcat}1048720 -rwxr-xr-x 1 root sys 33700 3月 28日 10時57分 /usr/bsd/compress 1048618 lrwxr-xr-x 1 root sys 8 2月 4日 05時50分 /usr/bsd/uncompress -> compress 1048620 lrwxr-xr-x 1 root sys 8 2月 4日 05時50分 /usr/bsd/zcat -> compress %
----------------------------------------------------------------------
本名は、open(), creat(), mkdir() の時に作られる。それ以外に、link() シ ステム・コールで増やすことができる。リンクを減らすには、unlink() シス テム・コールを使う。リンクが1つしかないファイルに unlink() を行うと、 ファイルが削除される。
シンボリック・リンクは、別のファイルの名前(シンボル)を含んでいる特殊 なファイルである。シンボリック・リンクは、symlink() システム・コールで 作成することができる。
ls -l では、3つの時刻のうち、どの時刻が表示されているのかを調べなさい。 また、他の2つの時刻を表示させる方法を調べなさい。
myls-l の結果の表示形式は、ls -l と完全に一致しなくてもよい。たとえば、 時刻の表示は、上の ystat.c の結果と同じでもよい。ocaltime(), strftime() ライブラリ関数を利用すると、時刻の表示をより簡単に ls -l の 表示に近づけることができるであろう。
uid (st_uid) については、ls -l では、ユーザ名(ログイン名)で表示され る。myls-l では、数字のままでよい。ライブラリ関数 getpwuid() を使えば、 UID からユーザ名を調べることができる。 ~yas/syspro1/proc/proc-uid-print.c にあるuid2uname(), gid2gname() を参 考にするとよい。
プログラムの引数となるファイルの数は、1個とする。複数のファイルについ て、ls -l と同様の表示をするように拡張してもよい。
引数としてディレクトリの名前が与えられた場合にも、ディレクトリの内容で はなくディレクトリ自身の属性を表示する。シンボリック・リンクには対応し なくてもよい。(よって正確には、ls -l filename ではなく、ls -ldL filename である。)
余裕があれば、lstat() と readlink() の、2つのシステム・コールを用いて、 ls -l と同じようにシンボリック・リンクの内容を表示しなさい。
さらに、opendir(3) や scandir(3) を使って、ディレクトリの内容を表示 するようにしてもよい。
% access_check filename user readでは、ユーザ名(または、UID)が user のユーザがfilename で与えられたファ イルを読むことができるかどうかを調べる。user は、番号(UID)かユーザ名で 与える。アクセス方法には、次のようなものがある。
% present user 1998/05/19-10:10 1998/05/19-11:30と与えると、ユーザ名user のユーザが、その時間にログインしていたら、OK を返す。
Subject: [syspro1/report3] last
Subject: [syspro1/report3] ls-dir
Subject: [syspro1/report3] ls-l
Subject: [syspro1/report3] touch
Subject: [syspro1/report3] tail
Subject: [syspro1/report3] access
Subject: [syspro1/report3] present