Книга: Основы программирования в Linux

Исходные права доступа

Исходные права доступа

Когда вы создаете файл, применяя флаг O_CREAT в системном вызове open, вы должны использовать форму с тремя параметрами. Третий параметр mode формируется из флагов, определенных в заголовочном файле sys/stat.h и соединенных поразрядной операцией OR. К ним относятся:

? S_IRUSR — право на чтение, владелец;

? S_IWUSR — право на запись, владелец;

? S_IXUSR — право на выполнение, владелец;

? S_IRGRP — право на чтение, группа;

? S_IWGRP — право на запись, группа;

? S_IXGRP — право на выполнение, группа;

? S_IROTH — право на чтение, остальные;

? S_IWOTH — право на запись, остальные;

? S_IXOTH — право на выполнение, остальные.

Например, вызов

open("myfile", O_CREAT, S_IRUSR|S_IXOTH);

в результате приведет к созданию файла с именем myfile с правом на чтение для владельца и правом на выполнение для остальных и только с этими правами доступа.

$ ls -ls myfile
0 -r-------х 1 neil software 0 Sep 22 08:11 myfile*

Есть пара факторов, способных повлиять на права доступа к файлу. Во-первых, заданные права применяются, только если файл создается. Во-вторых, на права доступа к созданному файлу оказывает воздействие маска пользователя (заданная командой командной оболочки, umask). Значение параметра mode, заданное в вызове open, на этапе выполнения объединяется с помощью операции AND с инвертированной маской пользователя. Например, если заданы маска пользователя 001 и в параметре mode флаг S_IXOTH, у созданного файла не будет права на выполнение для "остальных", т.к. маска пользователя указывает на то, что это право не должно предоставляться. Флаги в вызовах open и creat являются на самом деле запросами на установку прав доступа. Будут ли предоставлены запрошенные права, зависит от значения umask во время выполнения.

umask — это системная переменная, содержащая маску для прав доступа к файлу, которые будут применяться при создании файла. Вы можете изменить значение переменной, выполнив команду umask, предоставляющую новое значение. Значение этой переменной представляет собой трёхзнаковое восьмеричное число. Каждая цифра — результат объединения с помощью операций OR значений 1, 2 или 4 (табл. 3.2). Отдельные цифры указывают на права доступа "пользователя", "группы" и "остальных" соответственно.

Таблица 3.2

Например, для блокирования права "группы" на запись и выполнение и права "остальных" на запись переменная umask должна была бы быть следующей (табл. 3.3).

Таблица 3.3

Значения каждой цифры объединяются операциями OR, поэтому для получения значения второй цифры нужна операция 2 | 1, дающая в результате 3. Результирующее значение umask — 032.

Когда вы создаете файл с помощью системного вызова open или creat, параметр mode сравнивается с текущим значением переменной umask. Любой бит, установленный в параметре mode и одновременно в переменной umask, удаляется. В результате пользователи могут настроить свое окружение, например, потребовав не создавать никаких файлов с правом на запись для остальных, даже если программа, создающая файл, требует предоставить такое право. Это не мешает программе или пользователю впоследствии применить команду chmod (или системный вызов chmod в программе), чтобы добавить право на запись для остальных, но поможет защитить пользователей, избавив их от необходимости проверять и задавать права доступа для всех новых файлов.

Системный вызов close применяется для разрыва связи файлового дескриптора fildes с его файлом. Дескриптор файла после этого может использоваться повторно. Вызов возвращает 0 в случае успешного завершения и -1 при возникновении ошибки.

#include <unistd.h>
int close (int fildes);

Системный вызов ioctl напоминает набор всякой всячины. Он предоставляет интерфейс для управления поведением устройств и их дескрипторов и настройки базовых сервисов. У терминалов, дескрипторов файлов, сокетов и даже ленточных накопителей могут быть определенные для них вызовы ioctl и вам необходимо обращаться за подробной информацией к страницам справочного руководства, относящимся к конкретным устройствам. В стандарте POSIX определены только вызовы ioctl для потоков, которые не обсуждаются в этой книге. Далее приведена синтаксическая запись вызова.

#include <unistd.h>
int ioctl(int fildes, int cmd, ...)

Вызов ioctl выполняет операцию, указанную в аргументе cmd, над объектом, заданным в дескрипторе fildes. У вызова может быть необязательный третий аргумент, зависящий от функций, поддерживаемых конкретным устройством.

Например, следующий вызов ioctl в ОС Linux включает световые индикаторы клавиатуры (LEDs).

ioctl(tty_fd, KDSETLED, LED_NUM|LED_CAP|LED_SCR);

Выполните упражнения 3.1 и 3.2.

Теперь вы знаете достаточно о системных вызовах open, read и write, чтобы написать простенькую программу copy_system.c для посимвольного копирования одного файла в другой.

В данной главе мы проделаем это несколькими способами для того, чтобы сравнить эффективность разных методов. Для краткости предположим, что входной файл существует, а выходной — нет, и что все операции чтения и записи завершаются успешно. Конечно, в реальных программах вам придется убедиться в том, что эти предположения верны!

1. Сначала вам нужно создать тестовый входной файл размером, скажем, 1 Мбайт и именем file.in.

2. Далее откомпилируйте программу copy_system.c.

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
 char c;
 int in, out;
 in = open("file.in", O_RDONLY);
 put = open("file.out", O_WRONLY|O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR);
 while(read(in, &c, 1) == 1) write(out, &c, 1);
 exit(0);
}

3. Выполнение программы даст результат, похожий на следующий:

$ TIMEPORMAT="" time ./copy_system
4.67user 146.90system 2:32.57elapsed 99%CPU
...
$ ls -ls file.in file.out
1029 -rw-r--r-- 1 neil users 1048576 Sep 17 10:46 file.in
1029 -rw------- 1 neil users 1048576 Sep 17 10:51 file.out

Как это работает

Вы используете команду time для определения времени выполнения программы. В ОС Linux переменная TIMEFORMAT применяется для переопределения принятого по умолчанию в стандарте POSIX формата вывода времени, в который не включено время использования ЦПУ. Как видите, что в этой очень старой системе входной файл file.in размером 1 Мбайт был успешно скопирован в файл file.out, созданный с правами на чтение/запись только для владельца. Копирование заняло две с половиной минуты и затратило фактически все доступное время ЦПУ. Программа так медлительна потому, что вынуждена была выполнить более двух миллионов системных вызовов.

В последние годы ОС Linux продемонстрировала огромные успехи в повышении производительности системных вызовов и файловой системы. Для сравнения аналогичный тест с применением ядра 2.6 занял чуть менее 14 секунд:

$ TIMEFORMAT="" time ./copy_system
2.08user 10.59system 0:13.74elapsed 92%CPU
...

Вы можете добиться лучших результатов, копируя блоки большего размера. Взгляните на модифицированную программу copy_block.c, которая копирует файл блоками в 1 Кбайт и снова использует системные вызовы.

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
 char block[1024];
 int in, out;
 int nread;
 in = open("file.in", O_RDONLY);
 out = open("file.out", O_WRONLY|O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR);
 while((nread = read(in, block, sizeof(block))) > 0)
  write(out, block, nread);
 exit(0);
}

Теперь испытайте программу, но сначала удалите старый выходной файл.

$ rm file.out
$ TIMEFORMAT="" time ./copy_block
0.00user 0.02system 0:00.04elapsed 78%CPU
...

Как это работает

Теперь программа выполняется только сотые доли секунды, поскольку ей требуется около 2000 системных вызовов. Конечно, это время очень зависит от системы, но оно показывает, что системные вызовы сопряжены с поддающимися измерению издержками, поэтому их применение стоит оптимизировать.

Оглавление книги