UULP-Chapter02-1-编写自己的`who`程序

简介

第二章的第一部分主要集中介绍了命令who和实现一个自己的who，其中比较有收货的是man文档的使用，文件读写操作，Linux时间表示方法，以及printf的格式符。

who命令是一个比较老的命令，而且现如今也用的不多，有一些终端模拟器甚至不再支持这些命令以至于这些命令会出现bug。

文件读写

文件读写主要是介绍并利用了open, read, write, close这四个系统调用，以及who命令需要的存储的登入信息是通过文件utmp格式来存储的，这是个二进制的文件，里面是一个个的struct utmp类型的二进制表示，读出的时候要使用

1	read(utmp_fileno, &record, sizeof(struct utmp));

Linux时间表示

Linux的时间有多种表示方法:

time_t 类型，其实这个类型就是一个long的整数，记录了从Epoch (1970-01-01)以来的秒数
struct timeval类型，这个类型如下
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struct timeval {
time_t tv_sec; // seconds
suseconds_t tv_usec; // microseconds
}
它也是表示从Epoch以来的时间秒数，只不过更加精确，加入了毫秒的域

struct tm 类型，这个类型如下:

struct tm {
    int tm_sec;    /* Seconds (0-60) */
    int tm_min;    /* Minutes (0-59) */
    int tm_hour;   /* Hours (0-23) */
    int tm_mday;   /* Day of the month (1-31) */
    int tm_mon;    /* Month (0-11) */
    int tm_year;   /* Year - 1900 */
    int tm_wday;   /* Day of the week (0-6, Sunday = 0) */
    int tm_yday;   /* Day in the year (0-365, 1 Jan = 0) */
    int tm_isdst;  /* Daylight saving time */
};

这是一个分拆了的时间，存储有年月日时分秒等等详细信息。

几个时间类型的转换

struct timeval $\leftrightarrow$ time_t: 由于这两个类型的关系是前一个更精确一些，于是我们可以直接转换:
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struct timeval tv;
time_t t;
......
t = tv.tv_sec;
......
tv.tv_sec = t;
time_t $\leftrightarrow$ struct tm: 对于这两个类型的函数，我们有直接的库函数可以使用:
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struct tm *gmtime(const time_t *timep);
struct tm *localtime(const time_t *timep);
time_t mktime(struct tm *tm);
其中gmtime和localtime的区别在于，gmtime转化为UTC时间，而localtime转化为当地时区时间。
struct timeval $\leftrightarrow$ struct tm: 通过复合上述两种变换达到目的。

`printf`的格式符

在标准代码中，有这样的格式化输出语句

1	printf("%-8.8s", record->ut_user);

其中%-8.8f是一个不常见的格式符，其中的负号表示靠左对齐，也就是补空格补在右端，整数部分的8表示最小长度，缺了补空格，小数部分的8表示最大长度，多了截去。

印象深刻的bug

时间问题

标准代码中用ctime将time_t类型的时间直接转化为一个人类友好可读的字符串，但是其实现是如下:

void show_info(struct utmp *record) {
    ...
    show_time(record->ut_time);
    ...
}

void show_time(time t) {
    char cp = ctime(&t);
    printf("%12.12s", cp + 4);
}

在我实现时，我直接就用如下代码实现:

void show_info(struct utmp *record) {
    ...
    printf("%12.12s", ctime(&(record->ut_time)) + 4);
    ...
}

看上去没有什么问题，但是打印出来显示我在几百万年以后登入了系统，思考了一会并查阅了手册我发现，ut_time的定义其实是这样的:

#if __WORDSIZE == 64 && defined __WORDSIZE_COMPAT32
    int32_t ut_session;           /* Session ID (getsid(2)),
                                                used for windowing */
    struct {
        int32_t tv_sec;           /* Seconds */
        int32_t tv_usec;          /* Microseconds */
    } ut_tv;                      /* Time entry was made */
#else
    long   ut_session;           /* Session ID */
    struct timeval ut_tv;        /* Time entry was made */
#endif

#ifndef _NO_UT_TIME
#define ut_time ut_tv.tv_sec
#endif

显然在我的系统中，ut_time绝不是else分支中的定义，因为那样定义是没有错的，但是在前一个分支的定义中，tv_sec是int32_t类型而不是struct timeval中的time_t类型，最终的结果就导致，我调用ctime(&(record->ut_time))的时候，将一个指向32位整形的指针强制转化为指向64位整形的指针，其效果就相当于是tv_sec | ((uint64_t)tv_usec << 32)，结果自然是一个非常大的整数。~~实现了穿越~~

另:其实我在编译的时候加入了-Wall选项，编译器也报了个incompatible pointer casting，结果我还是忽略了。

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