А. Робачевский - Операционная система UNIX (1114671), страница 30
Текст из файла (страница 30)
В стан!дартной библиотеке имеется ряд функций работы с записями файла паро!лей, каждая из которых описывается структуройопределенной вфайле <pwd.h>. Поля этой структуры приведены в табл. 2.17.Таблица 2.17. Поля структуры passwdПолеЗначениеcharИмя пользователяchar *pw_passwdСтрока, содержащая пароль в зашифрованном виде; из со%ображения безопасности в большинстве систем пароль хра%нится в файле /etc/shadow, а это поле не используетсяИдентификатор пользователяgid_tИдентификатор группыcharКомментарий (поле GECOS), обычно реальное имя пользова%теля и дополнительная информацияcharДомашний каталог пользователяcharКоманднымȾɚɧɧɚɹɜɟɪɫɢɹɤɧɢɝɢɜɵɩɭɳɟɧɚɷɥɟɤɬɪɨɧɧɵɦɢɡɞɚɬɟɥɶɫɬɜɨɦ%RRNVVKRSɊɚɫɩɪɨɫɬɪɚɧɟɧɢɟɩɪɨɞɚɠɚɩɟɪɟɡɚɩɢɫɶɞɚɧɧɨɣɤɧɢɝɢɢɥɢɟɟɱɚɫɬɟɣɁȺɉɊȿɓȿɇɕɈɜɫɟɯɧɚɪɭɲɟɧɢɹɯɩɪɨɫɶɛɚɫɨɨɛɳɚɬɶɩɨɚɞɪɟɫɭpiracy@books-shop.comГлава 2.
Средо программирования UNIXФункция, которая потребуется для нашего примера, позволяет получитьзапись файла паролей по имени пользователя. Она имеет следующий вид:linclude <pwd.h>struct passwdcharИтак, перейдем к фрагменту программы:passwd *pw;charаргументов при запуске командногоcharкомандногоchar/*Проведем поиск записи пользователя с именем logname, котороебыло введено на приглашениеpw =/*Если пользователь с таким именем не найден, повторитьприглашениеif ( pw == 0 )/*В противном случае установим идентификаторы процесса равнымиполученным из файла паролей и запустим командныйelse{arg,}Вызов execve(2) запускает на выполнение программу, указанную в первомаргументе.
Мы рассмотрим эту функцию в разделе "Создание и управлениепроцессами" далее в этой главе.Выделение памятиПри обсуждении формата исполняемых файлов и образа программы в памя!ти мы отметили, что сегменты данных и стека могут изменять свои размеры.Если для стека операцию выделения памяти операционная система произ!водит автоматически, то приложение имеет возможность управлять ростомсегмента данных, выделяя дополнительную память из хипа (heap — куча).Рассмотрим этот программный интерфейс.Память, которая используется сегментами данных и стека, может быть вы!делена несколькими различными способами как во время создания про!цесса, так и динамически во время его выполнения. Существует четыреспособа выделения памяти:www.books-shop.comПроцессы1. Переменная объявлена как глобальная, и ей присвоено начальное зна!чение в исходном тексте программы, например:char ptype = "Unknown f i l e type";Строка ptype размещается в сегменте инициализированных д а н н ы хисполняемого файла, и для нее выделяется соответствующая памятьпри создании процесса.2.глобальной переменной неизвестно на этапе к о м п и л я ц и и ,например:charВ этом случае место в исполняемом файле для ptype неся, но при создании процесса для данной переменной выделяется не!обходимое количество памяти, заполненной нулями, в сегменте BSS.Переменные автоматического класса хранения, используемые в функ!циях программы, используют стек.
Память для них выделяется привызове функции и освобождается при возврате. Например:fund{intcharstatic int с =Впримере переменные а и Ь размещаются в сегменте стека.Переменная с размешается в сегменте инициализированных д а н н ы х изагружается из исполняемого файла либо во время создания процесса,либо в процессе загрузки страниц по требованию. Болеестраничный механизм описан в главе 3.4. Выделение памяти явно запрашивается некоторыми системными вы!зовами или библиотечными функциями. Например,функциязапрашивает выделение дополнительной п а м я т и ,которая виспользуется для динамическогоданных.
Функцияпредоставляющая системное время вудобном формате, также требует выделения памяти для размещениястроки, содержащей значения текущего времени, указатель на которуювозвращается программе.Напомним, что дополнительная память выделяется из хипа (heap) — об!ласти виртуальной памяти, расположенной рядом с сегментом д а н н ы х ,размер которой меняется для удовлетворения запросов на размещение.Следующий за сегментом данных адрес называется разделительным илибрейк!адресом (break address).
Изменение размера сегмента данных по су!ществу заключается в изменении брейк!адреса. Для изменения егоwww.books-shop.comГлава 2. Среда программирования UNIX752ния UNIX предоставляет процессу два системных вызова — brk(2) иintvoidСистемный вызов brk(2) позволяет установить значение брейк!адреса рав!ным endds и, в зависимости от его значения, выделяет или освобождаетпамять (рис. 2.11). Функция sbrk(2) изменяет значение брейк!адреса навеличину incr. Если значение incr больше 0, происходит выделение па!мяти, в противном случае, памятьРис.Динамическое выделение памяти с помощью brk(2)Существуют четыре стандартные библиотечные функции, предназначен!ные для динамического выделения/освобождения памяти.<stdlib.h>voidvoidvoidvoidФункцияsize_t*ptr, size_tвыделяет указанное аргументом s i z e число байтов.Функция calloc(3C) выделяет память для указанного аргументом nelemчисла объектов, размер которых e l s i z e .
Выделенная память инициализи!руется нулями.Функция realloc(3C) изменяет размер предварительно выделенной областипамяти (увеличивает или уменьшает, в зависимости от знака аргументаsize). Увеличение размера может привести к перемещению всей области вЗаметим, что в некоторых системах дополнительная память выделяется (или освобождает!ся) в порциях, кратных размеру страницы. Например, выделение всего 100 байтов на са!мом делек выделению 4096 байтов, если размер страницы равен 4К.www.books-shop.comПроцессы/53другое место виртуальной памяти, где имеется необходимое свободное не!прерывное виртуальное адресное пространство.Функция free(3C) освобождает память, предварительно выделенную с по!мощью функцийилиуказатель на кото!рую передается через аргумент ptr.Указатель, возвращаемый функциямиcalloc(3C) и realloc(3C),соответствующим образом выровнен, таким образом выделенная памятьпригодна для хранения объектов любых типов.
Например, если наиболеежестким требованием по выравниванию в системе является размещениепеременных типа double по адресам, кратным 8, то это требование будетраспространено на все указатели, возвращаемыми этими функциями.Упомянутые библиотечные функции обычно используют системные вызо!вы sbrk(2) или brk(2). Хотя эти системные вызовы позволяют как выделять,так и освобождать память, в случае библиотечных функций память реаль!но не освобождается, даже при вызове free(3C). Правда, с помощью функ!цийилиможно снова выделить и исполь!зовать эту память и снова освободить ее, но она не передается обратно яд!ру, а остается в пулеДля иллюстрации этого положения приведем небольшую программу, вы!деляющую и освобождающую память с помощью функцийиfree(3C), соответственно.
Контроль действительного значения брейк!адресаосуществляется с помощью системного вызова#includettinclude <stdlib.h>{charcharcharтекущийobrk =брейкадрес=64 байта изnaddr =новыйnbrk =адрес областиOx%x,брейкадрес= Ох%х (увеличение наnaddr, nbrk, nbrk —выделенную память и проверим, что произошло насамомobrk =www.books-shop.com2.программирования UNIX"Новый брейк!адрес= Ох%х (увеличение наobrk}Откомпилируем и запустим программу:Ох20асОадрес области= Ох20ас8, брейкадресОх22асОнабайтов)(Ox20ac8)Новый брейкадресОх22асО (увеличение на 0 байтов)$Как видно из вывода программы, несмотря на освобождение памятифункцией free(3C), значение брейк!адреса не изменилось. Также можнозаметить, что функциявыделяет больше памяти, чем требуется.Дополнительная память выделяется для необходимого выравнивания и дляхранения внутренних данныхтаких как размер области, указа!тель на следующую область и т.
п.Создание и управление процессамиРаботая в командной строке shell вы, возможно, не задумывались, какимобразом запускаются программы. На самом деле каждый раз порождаетсяновый процесс, а затем загружается программа. В U N I X эти два этапа четкоразделены. Соответственно система предоставляет два различных системныхвызова: один для создания процесса, а другой для запуска новой программы.Новый процесс порождается с помощью системного. h>или дочерний процесс, хотя это кажется странным, являетсякопией процесса, выполнившего этот вызов, или родительскогопроцесса.
В частности, дочерний процесс наследует такие атрибуты роди!теля, как:ЯЯЯЯЯЯЯЯидентификаторы пользователя и группы,переменные окружения,диспозицию сигналов и их обработчики,ограничения, накладываемые на процесс,текущий и корневой каталог,маску создания файлов,все файловые дескрипторы, включая файловые указатели,управляющий терминал.Более того, виртуальная память дочернего процесса не отличается от об!раза родительского: такие же сегменты кода, данных, стека, разделяемойwww.books-shop.comПроцессы/56памяти и т. д. После возврата из вызовакоторый происходит и вродительский и в дочерний процессы, оба начинают выполнять одну иже инструкцию.Легче перечислить немногочисленные различия между этими процессами,а именно:дочернему процессу присваивается уникальный идентификаторидентификаторы родительского процесса PPID у этих процессовразличны,О дочерний процесс свободен от сигналов, ожидающих доставки,значение, возвращаемое системным вызовом fork(2) различно дляродителя и потомка.Последнее замечание требует объяснения.
Как уже говорилось, возврат изфункциипроисходит как в родительский, так и в дочерний про!цесс. При этом возвращаемое родителю значение равно PID дочернегопроцесса, а дочерний, в свою очередь, получает значение, равное 0. Есливозвращает !1, то это свидетельствует об ошибке (естественно, вэтом случае возврат происходит только в процесс, выполнивший систем!ный вызов).В возвращаемом fork(2) значении заложен большой смысл, поскольку онопозволяет определить, кто является родителем, а кто — потомком, и соот!ветственно разделить функциональность. Поясним это на примере:/*Эта часть кода выполняется дочерним}elseчасть кода выполняется родительским}}Таким образом, порождение нового процесса уже не кажетсябессмысленным, поскольку родитель и потомок могут параллельно выпол!нять различныеВ данном случае, это вывод на терминал раз!л и ч н ы х сообщений, однако можно представить себе и более сложные при!www.books-shop.com156Глава 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
