摘要:本節要介紹一些有關進程的特殊操作。有了這些操作，就使得進程的編程更加完善，能編制更為實用的程序。主要的內容有得到關於進程的各種ID、對進程的設置用戶ID、改變進程的工作目錄、改變進程的根、改變進程的優先權值等操作。 3.進程的特殊操作 上一節介紹了有關進程的一些基本操作，如進程的產生、進程的終止、進程執行映像的改變、等待子進程終止等。本節要介紹一些有關進程的特殊操作。有了這些操作，就使得進程的編程更加完善，能編制更為實用的程序。 主要的內容有得到關於進程的各種ID、對進程的設置用戶ID、改變進程的工作目錄、改變進程的根、改變進程的優先權值等操作。 3.1 獲得進程相關的ID 與進程相關的ID有： 真正用戶標識號（UID）：該標識號負責標識運行進程的用戶。 有效用戶標識號（EUID）：該標識號負責標識以什麼用戶身份來給新創建的進程賦所有權、檢查文件的存取權限和檢查通過系統調用kill向進程發送軟中斷信號的許可權限。 真正用戶組標識號(GID)：負責標識運行進程的用戶所屬的組ID。 有效用戶組標識號(EGID)：用來標識目前進程所屬的用戶組。可能因為執行文件設置set-gid位而與gid不同。 進程標識號(PID)：用來標識進程。 進程組標識號(process group ID)：一個進程可以屬於某個進程組。可以發送信號給一組進程。注意，它不同與gid。前面的系統調用wait中指定參數pid時，就用到了進程組的概念。 如果要獲得進程的用戶標識號，用getuid調用。調用geteuid是用來獲得進程的有效用戶標識號。有效用戶ID與真正用戶ID的不同是由於執行文件設置set-uid位引起的。這兩個調用的格式如下： uid_t getuid(void); uid_t geteuid(void); 在使用這兩個調用的程序中加入下列頭文件： #include #include 如果要獲得運行進程的用戶組ID，使用getgid調用來獲得真正的用戶組ID，用getegid獲得有效的用戶組ID。標識gid與egid的不同是由於執行文件設置set-gid位引起的。這兩個調用的格式如下： gid_t getgid(void); gid_t getegid(void); 在使用這兩個調用的程序中加入下列頭文件： #include #include 如果要獲得進程的ID，使用getpid調用；要獲得進程的父進程的ID，使用getppid調用。這兩個調用的格式如下： pid_t getpid(void); pid_t getppid(void); 在使用這兩個調用的程序中加入下列頭文件： #include 如果要獲得進程所屬組的ID，使用getpgrp調用；若要獲得指定PID進程所屬組的ID用getpgid調用。這兩個調用的格式如下： pid_t getpgrp(void)； pid_t getpgid(pid_t pid)； 在使用這兩個調用的程序中加入下列頭文件： #include 注意一下gid和pgrp的區別，一般執行該進程的用戶的組ID就是該進程的gid，如果該執行文件設置了set_gid位，則文件所屬的組ID就是該進程的gid。對於進程組ID，一般來說，一個進程在shell下執行，shell程序就將該進程的PID賦給該進程的進程組ID，從該進程派生的子進程都擁有父進程所屬的進程組ID，除非父進程將子進程的所屬組ID設置成與該子進程的PID一樣。由於這幾個調用使用很簡單，這裡就不再舉例。 3.2 setuid 和 setgid 系統調用 前面講述了如何得到uid和gid，現在來看看如何設置它們。在講述這兩個調用以前我們先來看看對文件設置set_uid位會有什麼作用。我們先編了一個小程序來做試驗。這個程序的作用是，打印出進程的uid和euid，然後打開一個名為tty.c的文件。如果打不開，就顯示錯誤代碼；如果打開了，就顯示打開成功。假設該程序名叫uid_test.c： /* uid_test.c */ #include #include #include #include #include #include extern int errno; int main() { int fd; printf("This process's uid = %d, euid = %d ",getuid(),geteuid()); if ((fd = open("tty.c",O_RDONLY))==-1) { printf("Open error, errno is %d ",errno); exit(1); } else { printf("Open sUCcess "); } } 下面列出這幾個文件的目錄，可以看到文件tty.c的存取許可權僅為屬主root可讀寫。 [wap@wapgw /tmp]$ ls -l total 3 -rw------- 1 root root 0 May 31 16:15 tty.c -rwxr-xr-x 1 root root 14121 May 31 16:15 uid_test -rw-r--r-- 1 root root 390 May 31 16:15 uid_test.c [wap@wapgw /tmp]$ 在該系統中的用戶中個用戶wap（500），以root用戶身份執行程序： [root@wapgw /tmp]# ./uid_test This process's uid = 0, euid = 0 Open success [root@wapgw /tmp]# 下面使用su命令，轉到用戶wap下，執行程序 [root@wapgw /tmp]#su wap [wap@wapgw /tmp]$ ./uid_test This process's uid = 500, euid = 500 Open error, errno is 13 [wap@wapgw /tmp]$ 這是由於進程的uid是500(wap)，對文件tty.c沒有存取權，所以出錯。 給程序文件設置set-uid位 [root@wapgw /tmp]# chmod 4755 uid_test 再轉到用戶wap下，執行程序uid_test。 [wap@wapgw /tmp]$ ./uid_test This process's uid = 500, euid = 0 Open success [wap@wapgw /tmp]$ 從上面我們看到，進程打印出的euid是0（root），而運行該進程的用戶是500（wap）。由於進程的euid是root，所以成功打開了文件tty.c。 上面的例子說明了兩個事實：第一，內核對進程存取文件的許可權的檢查，是通過檢查進程的有效用戶ID來實現的；第二，執行一個設置set_uid位的程序時，內核將進程表項中和u區中的有效用戶ID設置為文件屬主的ID。為了區別進程表項中的euid和u區中的euid，我們將進程表項中的euid域稱為保存用戶標識號（saved user ID）。 下面我們來看看這兩個調用。調用的聲明格式如下： int setuid(uid_t uid); int setgid(gid_t gid); 在使用這兩個調用的程序中加入下面的頭文件： #include 調用setuid為當前發出調用的進程設置真正和有效用戶ID。參數uid是新的用戶標識號（該標識號應該在/etc/passwd文件中存在）。如果發出調用的進程的有效用戶ID是超級用戶，內核將進程表中和u區中的真正用戶標識號和有效用戶標識號置為參數uid。如果發出調用的進程的有效用戶ID而不是超級用戶，那麼內核將根據指定的參數uid來執行，如果這時指定的參數uid的值是真正用戶標識號或者是保存用戶標識號(saved user ID)，則內核將u區中的有效用戶標識號改為參數uid，否則，該調用返回錯誤。該調用成功時，返回值為0；發生錯誤時，返回-1，並設置相應的錯誤代碼errno，下面是經常可能發生的錯誤代碼： EPERM：用戶不是超級用戶，並且指定的參數uid與發出調用的進程的真正用戶ID或保存用戶ID不匹配。 調用setgid設置當前發出調用的進程的真正、有效用戶組ID。該調用允許進程指定進程的用戶組ID為參數gid，如果進程的有效用戶ID不是超級用戶，該參數gid必須等於真正用戶組ID、有效用戶組ID中的一個。如果進程的有效用戶ID是超級用戶，可以指定任何存在的用戶組ID（在/etc/group文件中存在）。 注意: 對於setuid程序尤其要小心，當進程的euid是超級用戶時，如果將進程setuid到其他用戶，就無法再得到超級用戶的權力。我們可能這樣用這個調用，某個程序，開始需要root權力才能完成開始的工作，但後續的工作不需要root的權力，所以，我們將程序的執行文件設置set_uid位，並使得執行文件的屬主是root，這樣進程開始時，就具有了root的權限，在不再需要root權限的地方，用setuid(getuid)恢復進程的uid、euid。對於可執行文件設置set_uid位，一定要注意，尤其是對那些屬主是root的更要注意。因為Linux系統中root擁有任何權力。使用不當，會對系統安全有極大的損害。 3.3 setpgrp和setpgid 系統調用 這兩個調用是用來設置進程組ID的，其聲明格式如下： int setpgrp(void); int setpgid(pid_t pid, pid_t pgid); 在使用這兩個調用的程序中加入下面的頭文件： #include 調用setpgrp用來將發出調用的進程的進程組ID設置成與該進程的PID相等。注意，以後由這個進程派生的子進程都擁有該進程組ID（除非修改子進程的進程組ID）。 調用setpgid用來將進程號為參數pid的進程的進程組ID設定為參數pgid。如果參數pid為0，則修改發出調用進程的進程組ID。如果參數pgid為0，將進程號為pid的進程改為與發出調用的進程同組。如果不是超級用戶發出的調用，那麼被指定的進程必須與發出調用的進程有相同的EUID，或者被指定的進程是發出調用進程的子進程。 進程組可用於信號的發送，或者終端輸入的仲裁（與終端控制進程有相同的進程組ID且在前台可以讀取終端，其他進程在企圖讀的時候被阻塞並發送信號給該進程）。 該調用成功時，返回值為0；如果請求失敗，返回-1，並設置全局變量errno為對應的值。下面是可能遇到的錯誤代碼： ESRCH：參數pid指定的進程不存在。 EINVAL：參數pgid小於0。 EPERM：指定進程的EUID與發出調用進程的euid不同，且指定進程不是發出調用進程的子進程。 3.4 chdir 系統調用系統調用 chdir是用來將進程的當前工作目錄改為由參數指定的目錄。該調用的聲明格式如下： int chdir(const char *path); 在使用該調用的程序中加入下面的頭文件： #include 使用該調用時要注意，發出該調用的進程必須對參數path指定的目錄有搜索(execute)的權力。調用成功時，返回值為0；錯誤時，返回-1，並設置相應的錯誤代碼。 3.5 chroot 系統調用 系統調用chroot用來改變發出調用進程的根（“/”）目錄。該調用聲明的格式如下： int chroot(const char *path); 在使用該調用的程序中加入下面的頭文件： #include 調用chroot將進程的根目錄改到由參數path所指定的地方。以後該進程中以“/”（根）開始的路徑，都從指定目錄處開始查找。發出調用進程的子進程都繼承這個根目錄的位置。該調用只能由超級用戶（root）發出。注意，該調用並不改變當前工作目錄，所以有可能當前工作目錄“.”在根目錄“/”之外。調用成功時，返回值為0；錯誤時，返回-1，並設置相應的錯誤代碼。 注意: 如果用chroot調用改變根後，不能由調用chroot(“/”)來返回真正的根，因為調用中的參數“/”會被理解成新設置的根。該調用一般可以用在login程序中，或者現在國內常見的BBS系統等應用程序中，用戶登錄後執行系統的一個程序，該程序將根改變成用戶登錄的目錄（例如/home/bbs）。這樣使用的好處是，利於調試和安裝；也利於安全。 3.6 nice 系統調用 系統調用nice用來改變進程的優先權。該調用的聲明格式如下： int nice(int inc); 在使用該調用的程序中加入下面的頭文件： #include 調用nice將發出調用進程的優先權值增加inc大小。只有超級用戶才有權指定一個負的增加量inc。發出調用的進程的子進程都繼承該優先權。注意，進程的優先權值越低，優先權越高，即優先權值越低，調度上CPU的機會越大。所以只有root才能指定負值，一般用戶只能指定正值，該值降低了進程的優先權，使得進程使用更少的CPU時間。 該調用成功返回時，返回值為0；錯誤時，返回-1，並設相應的錯誤代碼： EPERM：非超級用戶指定參數inc為負值，企圖增加進程的優先權。 這個調用適用於你的程序需要長時間運行，你不希望它對別的進程影響過大。而且執行的快慢對你來說並不十分重要這種情況。