Unix/Linux编程：查看/etc/passwd、/etc/group、/etc/shadow

Myth丶恋晨 2022-12-28 14:04 341阅读 0赞

> Unix系统的正常运行需要使用大量与系统有关的数据文件，例如：口令文件`/etc/passwd`以及组文件`/etc/group`就是经常被多个程序频繁使用的两个文件。用户每次登陆Unix系统，以及每次实现`ls -l`命令时都需要使用口令文件

*  每个用户都有一个唯一的用户名和一个与之对应的数值型用户 ID。用户可以隶属于一个或多个组，每个组都有一个唯一的名称和一个与之对应的数字标识符。这些标识符的主要用途在于确立各种系统资源（比如，文件）的所有权和访问这些资源的权限。
 *  用户名和 ID 在/etc/passwd 文件中加以定义，该文件也包含有关用户的其他信息。用户的属组则由/etc/passwd 和/etc/group 文件中的相关字段来定义。还有一个只能由特权级进程所读取的文件/etc/shadow，其作用在于将敏感的密码信息与/etc/passwd 中共用的用户信息分离开  
    来。系统还提供有不同的库函数，用于从上述各个文件中获取信息

## /etc/passwd ##

Unxi系统口令文件包含了如下所示各字符，这些字段包含在<pwd.h>定义的passwd结构中  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poaXpoZW5nZ3Vhbg_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
Unix的口令文件是/etc/passwd，而且是一个ASCII文件（:分隔）

![在这里插入图片描述][20201217160949363.png]

## /etc/shadow ##

Unix的口令文件是 /etc/shadow，而且是一个ASCII文件（:分隔）

该口令的相关信息如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poaXpoZW5nZ3Vhbg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
只有用户登陆名和加密口令是必须的。其他字段控制口令更改频流。  
必须root权限才能查看  
![在这里插入图片描述][20201218090302160.png]

# API #

## 从密码文件获取记录： getpwnam、getpwuid ##

*  函数 getpwnam()和 getpwuid()的作用是从密码文件中获取记录。

NAME
           getpwnam, getpwnam_r, getpwuid, getpwuid_r - 从密码文件中获取记录。
    
    SYNOPSIS
    	   #include <sys/types.h>
           #include <pwd.h>
    
    		/*
    		* 返回值： 若成功，返回指针；若出错或者达到文件尾端，返回NULL。
    		**/
           struct passwd *getpwnam(const char *name);
    
           struct passwd *getpwuid(uid_t uid);
    
           int getpwnam_r(const char *name, struct passwd *pwd,
                       char *buf, size_t buflen, struct passwd **result);
    
           int getpwuid_r(uid_t uid, struct passwd *pwd,
                       char *buf, size_t buflen, struct passwd **result);
    
    	glibc的功能测试宏要求  (see feature_test_macros(7)):
    
           getpwnam_r(), getpwuid_r():
               _POSIX_C_SOURCE >= 1 || _XOPEN_SOURCE || _BSD_SOURCE || _SVID_SOURCE || _POSIX_SOURCE
    
    DESCRIPTION
    	 getpwnam()函数将返回一个指向结构的指针，该结构包含与用户名相匹配的密码数据库中记录的细分字段（例如本地密码
    	 文件/ etc / passwd，NIS和LDAP）。 
    
    	 getpwuid()函数返回一个指向结构的指针，该结构包含密码数据库中与用户ID uid匹配的记录的细分字段 
    
    	 passwd结构在<pwd.h>中定义如下 
    	 
    		 struct passwd {
        
    			char *pw_name; /*user name */
    			char *pw_passwd; /*user password */
    			uid_t pw_uid; /*user id */
    			gid_t pw_gid; /*group id */
    			char *pw_gecos; /*user real name */
    			char *pw_dir; /*home directory */
    			char *pw_shell; /*shell program */
    		};
    		
    		passwd 结构的 pw_gecos 和 pw_passwd 字段虽未在 SUSv3 中定义，但获得了所有 UNIX实现的支持。仅当未启用 
    		shadow 密码的情况下，pw_passwd 字段才会包含有效信息。要确定是否启用了 shadow 密码，最简单的编程方法是在
    		成功调用 getpwnam()之后，紧接着调用getspnam()，并观察后者是否能为同一用户名返回一条 shadow 密码记录。某
    		些其他实现还会在该结构中定义额外的非标准字段。
    
    		pw_gecos 字段，其命名源于早期的 UNIX 实现，该字段所含信息原用于与运行 GECOS（通用电器综合操作系统）的计算机
    		进行通信。虽然这一用途早已过时，但其名称却得以沿用至今，只是将字段用途转而用于记录用户的相关信息
    
    
    	有关这些字段的更多信息，请参见passwd(5);
    
    	getpwnam_r()和getpwuid_r()函数获得与getpwnam()和getpwuid()相同的信息，但是将检索到的passwd结构存储在
    		pwd指向的空间中。 passwd结构的成员所指向的字符串字段存储在大小为buflen的缓冲区buf中。 指向结果的指针(如果
    		成功)或NULL(如果未找到条目或发生错误)存储在* result中。
    
    	调用 
    			
    			 sysconf（_SC_GETPW_R_SIZE_MAX）
    
    	返回-1（不更改errno）或buf的初始建议大小。 （如果此大小太小，则调用将以ERANGE失败，在这种情况下，调用方可以使用更大的缓冲区重试。） 
    
    RETURN VALUE
    	getpwnam()和 getpwuid() 函数返回指向passwd结构的指针，如果找不到匹配的条目或发生错误，则返回NULL。 如果发生错误，
    	则会正确设置errno。如果要在调用后检查errno，则应在调用前将其设置为零。
    
    	返回值可能指向静态区域，并且可能随后被getpwent(3)，getpwnam()或getpwuid()调用而覆盖。 (不要将返回的指针传递给free(3))。
    
    	成功时，getpwnam_r()和getpwuid_r()返回零，并将* result设置为pwd。 如果找不到匹配的密码记录，这些函数将返回0并将NULL
    	存储在* result中。 如果发生错误，则返回错误号，并且NULL存储在* result中。

*  为 name 提供一个登录名，getpwnam()函数就会返回一个指针，其中包含了与密码记录相对应的信息
 *  函数 getpwuid()的返回结果与 getpwnam()完全一致，但会使用提供给 uid 参数的数值型用户 ID 作为查询条件
 *  getpwnam()和 getpwuid()均会返回一个指针，指向一个静态分配的结构。对此二者（或getpwent())的任何一次调用都会改写该数据结构。

>  *  由于 getpwnam()和 getpwuid()返回的指针指向由静态分配而成的内存，故而二者都是不可重入的（not reentrant）。实际上，情况甚至要更加复杂，因为返回的 passwd 结构还包含了指向其他信息（比如，pw\_name）的指针，而这些信息同样也是由静态分配而成的。类似的论断同样适用于 getgrnam()和 getgrgid()函数
>  *  SUSv3 为该组函数定义了与之等价的一组可重入函数：getpwnam\_r()、getpwuid\_r()、getgrnam\_r()以及 getgrgid\_r()。其参数包括 passwd（或 group）结构，以及一个缓冲区。这一缓冲区专门用来保存 `passwd(group)`结构中各字段所指向的其他结构。可使用系统函数  
>     `sysconf(_SC_GETPW_R_SIZE_MAX)`（若为与组相关的函数，则使用 `sysconf(_SC_GETGR_ R_SIZE_MAX)）`，来获得此缓冲区所需的字节数。以上函数的详细信息请查阅手册页

SUSv3 规定，如果在 passwd 文件中未发现匹配记录，那么 getpwnam()和 getpwuid()将返回 NULL，且不会改变 errno。这意味着，可以使用如下代码，对出错和“未发现匹配记录”这两种情况加以区分：

struct passwd *pwd;
    
    errno = 0;
    pwd = getpwnam(name);
    if(pwd == NULL){
        
    	if(errno == 0){
        
    		// not found
    	}else{
        
    		// error
    	}
    }

然而，不少 UNIX 实现在这一点上并未遵守 SUSv3 规范。如果未能在 passwd 文件中发现一条匹配记录，那么两个函数均会返回 NULL，并将 errno 设置为非零值，比如，ENOENT 或ESRCH。针对这种情况，2.7 版本之前的 glibc 会产生 ENOENT 错误，而从 2.7 版本开始，glibc开始遵守 SUSv3 规范。实现之间之所以存在上述差异，部分原因是由于 POSIX.1-1990 不但不要求两个函数在出错时设置 errno，而且还允许它们针对“未发现匹配记录”的情况去设置errno。总而言之，在使用这两个函数时，若要区分上述这两种情况（出错和“未发现匹配记  
录”），实际上将无法保证代码的可移植性

--------------------

1、一般使用

#include <stdio.h>
    #include <pwd.h>
    #include <string.h>
    #include <errno.h>
    
    int main () {
        
        struct passwd *pw;
        char * user = "oceanstar";
    
        pw = getpwnam(user);
    
        if(!pw){
        
            printf("getpwnam error=%s, user=$%s\r\n",
                   strerror(errno), user);
            return -1;
        }
    
        printf("pw->pw_name = %s\n", pw->pw_name);
        printf("pw->pw_passwd = %s\n", pw->pw_passwd);
        printf("pw->pw_uid = %d\n", pw->pw_uid);
        printf("pw->pw_gid = %d\n", pw->pw_gid);
        printf("pw->pw_gecos = %s\n", pw->pw_gecos);
        printf("pw->pw_dir = %s\n", pw->pw_dir);
        printf("pw->pw_shell = %s\n", pw->pw_shell);
    }

#include <stdio.h>
    #include <pwd.h>
    #include <string.h>
    #include <errno.h>
    #include <zconf.h>
    
    int main () {
        
        struct passwd *pw;
        __uid_t uid = getuid();
        pw = getpwuid(uid);
    
        if(!pw){
        
            printf("getpwnam error=%s, uid=$%d\r\n",
                   strerror(errno), uid);
            return -1;
        }
    
        printf("pw->pw_name = %s\n", pw->pw_name);
        printf("pw->pw_passwd = %s\n", pw->pw_passwd);
        printf("pw->pw_uid = %d\n", pw->pw_uid);
        printf("pw->pw_gid = %d\n", pw->pw_gid);
        printf("pw->pw_gecos = %s\n", pw->pw_gecos);
        printf("pw->pw_dir = %s\n", pw->pw_dir);
        printf("pw->pw_shell = %s\n", pw->pw_shell);
    }

![在这里插入图片描述][20201217161054573.png]  
2、getpwnam的一个实现

#include<pwd.h>
    #include<sys/types.h>
    #include <stdio.h>
    #include <stdio.h>
    #include <pwd.h>
    #include <string.h>
    #include <errno.h>
    
    struct passwd * my_getpwnam(const char *name){
        
        struct passwd *ptr;
    
        setpwent();
    
        while ((ptr = getpwent()) != NULL){
        
            if (strcmp(name, ptr->pw_name) == 0){
        
                break;
            }
        }
        endpwent();
        return ptr;
    }

## 从组文件中获取记录： getgrnam()和 getgrgid() ##

函数 getgrnam()和 getgrgid()的作用是从组文件中获取记录

函数 getgrnam()和 getgrgid()分别通过组名和组 ID 来查找属组信息。两个函数都会返回一个指针，里面存储了组信息

与前述密码相关函数一样，对这两个函数的任何一次调用都会改写该结构的内容

如果未能在 group 文件中发现匹配记录，那么这两个函数的行为变化与前述 getpwnam()和 getpwuid()函数相同

NAME
           getgrnam, getgrnam_r, getgrgid, getgrgid_r - get group file entry
    
    SYNOPSIS
           #include <sys/types.h>
           #include <grp.h>
    
           struct group *getgrnam(const char *name);
    
           struct group *getgrgid(gid_t gid);
    
           int getgrnam_r(const char *name, struct group *grp,
                     char *buf, size_t buflen, struct group **result);
    
           int getgrgid_r(gid_t gid, struct group *grp,
                     char *buf, size_t buflen, struct group **result);
    
       Feature Test Macro Requirements for glibc (see feature_test_macros(7)):
    
           getgrnam_r(), getgrgid_r():
               _POSIX_C_SOURCE >= 1 || _XOPEN_SOURCE || _BSD_SOURCE || _SVID_SOURCE || _POSIX_SOURCE
    
    DESCRIPTION
           getgrnam()  函数将返回一个指向结构的指针，该结构包含与组名称相匹配的组数据库中记录的细分字段（例如本地组文件
           /etc/ group，NIS和LDAP）。 
    
           getgrgid() 函数将返回一个指向结构的指针，该结构包含与组ID gid匹配的组数据库中记录的细分字段。 
    
           组结构在<grp.h>中定义如下:
    
               struct group {
        
                   char   *gr_name;       /* group name */
                   char   *gr_passwd;     /* group password */
                   gid_t   gr_gid;        /* group ID */
                   char  **gr_mem;        /* group members */
               };
    
           有关此结构的字段的更多信息，请参见 group(5).
    
           getgrnam_r() / getgrgid_r() 函数获得与getgrnam()和getgrgid()相同的信息，但是将检索到的组结构存储在grp指向的空间中。
           
           组结构的成员所指向的字符串字段存储在大小为buflen的缓冲区buf中。 指向结果的指针（如果成功）或NULL（如果未找到条目或发生错误）
           存储在* result中。 
    
           调用
    
               sysconf(_SC_GETGR_R_SIZE_MAX)
    
          返回-1（不更改errno）或buf的初始建议大小。 （如果此大小太小，则调用将以ERANGE失败，在这种情况下，调用方可以使用更大的缓冲区重试。） 
    
    RETURN VALUE
           getgrnam() /  getgrgid() 函数返回指向组结构的指针，如果找不到匹配的条目或发生错误，则返回NULL。 如果发生错误，则会正确
           设置errno。 如果要在通话后检查errno，则应在通话前将其设置为零。 
    
          返回值可能指向静态区域，并且可能被后续对getgrent(3)，getgrgid()或getgrnam()的调用覆盖。 （不要将返回的指针传递给free(3)。） 
    
          成功,  getgrnam_r() 、getgrgid_r()返回零，并将* result设置为grp。 如果未找到匹配的组记录，则这些函数将返回0并将NULL存储
          在* result中。 发生错误时，将返回错误编号，并将NULL存储在* result中。
    
    FILES
           /etc/group
                  local group database file

--------------------

使用：

#include <pwd.h>
    #include <grp.h>
    #include <ctype.h>
    #include <stdlib.h>
    
    
    char *          /* Return name corresponding to 'uid', or NULL on error */
    userNameFromId(uid_t uid)
    {
        
        struct passwd *pwd;
    
        pwd = getpwuid(uid);
        return (pwd == NULL) ? NULL : pwd->pw_name;
    }
    uid_t           /* Return UID corresponding to 'name', or -1 on error */
    userIdFromName(const char *name)
    {
        
        struct passwd *pwd;
        uid_t u;
        char *endptr;
    
        if (name == NULL || *name == '\0')  /* On NULL or empty string */
            return -1;                      /* return an error */
    
        u = strtol(name, &endptr, 10);      /* As a convenience to caller */
        if (*endptr == '\0')                /* allow a numeric string */
            return u;
    
        pwd = getpwnam(name);
        if (pwd == NULL)
            return -1;
    
        return pwd->pw_uid;
    }
    char *          /* Return name corresponding to 'gid', or NULL on error */
    groupNameFromId(gid_t gid)
    {
        
        struct group *grp;
    
        grp = getgrgid(gid);
        return (grp == NULL) ? NULL : grp->gr_name;
    }
    gid_t           /* Return GID corresponding to 'name', or -1 on error */
    groupIdFromName(const char *name)
    {
        
        struct group *grp;
        gid_t g;
        char *endptr;
    
        if (name == NULL || *name == '\0')  /* On NULL or empty string */
            return -1;                      /* return an error */
    
        g = strtol(name, &endptr, 10);      /* As a convenience to caller */
        if (*endptr == '\0')                /* allow a numeric string */
            return g;
    
        grp = getgrnam(name);
        if (grp == NULL)
            return -1;
    
        return grp->gr_gid;
    }

## 扫描密码文件和组文件中的所有记录：getpwent、endpwent、setpwent ##

上面函数都只查看部分。而函数 setpwent()、getpwent()和 endpwent()的作用是按顺序扫描密码文件中的记录。

NAME
           getpwent, setpwent, endpwent - get password file entry
    
    SYNOPSIS
           #include <sys/types.h>
           #include <pwd.h>
    
    		/*
    		* 说明： getpwent()用来从密码文件（/etc/passwd）中读取一项用户数据，该用户的数据以passwd 结构返回。第一次调用时会取得第一位用户数据，之后每调用一次就会返回下一项数据，直到已无任何数据时返回NULL。
    		* getpwent()在第一次调用时会打开密码文件，读取数据完毕后可使用endpwent()来关闭该密码文件。错误代码ENOMEM 内存不足，无法配置passwd结构。
    		* 返回值： 返回passwd 结构数据，如果返回NULL 则表示已无数据，或有错误发生。
    		*/
           struct passwd *getpwent(void);
    
    		void setpwent(void);
    
    		void endpwent(void);
    
       glibc的功能测试宏要求 (see feature_test_macros(7)):
    
           getpwent(), setpwent(), endpwent():
               _BSD_SOURCE || _SVID_SOURCE || _XOPEN_SOURCE >= 500 || _XOPEN_SOURCE && _XOPEN_SOURCE_EXTENDED
    
    
    DESCRIPTION
           getpwent() 函数将返回一个指向结构的指针，该结构包含密码数据库中记录的细分字段（例如本地密码文件/ etc / passwd，
           NIS和LDAP）。 第一次调用getpwent（）时，它将返回第一个条目；否则，它将返回后继的条目。 
    
           setpwent()用来将getpwent()的读写地址指回密码文件开头。
    
           endpwent()用来关闭由getpwent()所打开的密码文件。
    
          passwd结构在<pwd.h>中定义如下 :
    
               struct passwd {
        
                   char   *pw_name;       /* username */
                   char   *pw_passwd;     /* user password */
                   uid_t   pw_uid;        /* user ID */
                   gid_t   pw_gid;        /* group ID */
                   char   *pw_gecos;      /* user information */
                   char   *pw_dir;        /* home directory */
                   char   *pw_shell;      /* shell program */
               };
    
    	  有关这些字段的更多信息，请参见passwd(5);
    
    RETURN VALUE
    	 getpwent() 函数返回指向passwd结构的指针，如果找不到匹配的条目或发生错误，则返回NULL。 如果发生错误，
    	 则会正确设置errno。如果要在调用后检查errno，则应在调用前将其设置为零。
    
    	 返回值可能指向静态区域，并且可能随后被getpwent(3)，getpwnam()或getpwuid()调用而覆盖。 (不要将返回的指针传递给free(3))

函数 getpwent()能够从密码文件中逐条返回记录，当不再有记录（或出错）时，该函数返回 NULL。getpwent()一经调用，会自动打开密码文件。当密码文件处理完毕后，可调用endpwent()将其关闭

可使用以下代码遍历整个密码文件，并打印出用户相关信息

#include<pwd.h>
    #include<sys/types.h>
    #include <stdio.h>
    main()
    {
        
        struct passwd *user;
        while((user = getpwent())!= NULL){
        
            printf("%s:%d:%d:%s:%s:%s\n",user->pw_name,user->pw_uid,user->pw_gid,
                    user->pw_gecos,user->pw_dir,user->pw_shell);
        }
        endpwent();
    }

setpwent()用来将getpwent()的读写地址指回密码文件开头。

#include<pwd.h>
    #include<sys/types.h>
    #include <stdio.h>
    main()
    {
        
        int i ;
        struct passwd *user;
        for(i=0;i<4;i++){
        
            user = getpwent();
            printf("%s:%d:%d:%s:%s:%s\n",user->pw_name,user->pw_uid,user->pw_gid,
                   user->pw_gecos,user->pw_dir,user->pw_shell);
        }
        printf("-------------------------\n");
        setpwent();
        for(i=0;i<4;i++){
        
            user = getpwent();
            printf("%s:%d:%d:%s:%s:%s\n",user->pw_name,user->pw_uid,user->pw_gid,
                   user->pw_gecos,user->pw_dir,user->pw_shell);
        }
        endpwent();
    }

函数 getgrent()、setgrent()和 endgrent()针对组文件执行类似的任务。由于这 3 个函数与前述的密码文件函数功能相似，故而其函数原型也就不再列出，详细信息请参考手册页。

## 从 shadow 密码文件中获取记录 ##

下面查看用户登录名相关项目

/*
    * 返回值： 若成功，返回指针；若出错或者达到文件尾端，返回NULL。
    **/
    struct spwd *getspnam(const char *name);

但是如果想要查看整个口令文件：

#include <shadow.h>
    /*
    * 说明： getspent()用来从密码文件（/etc/passwd）中读取一项用户数据，该用户的数据以spwd 结构返回。第一次调用时会取得第一位用户数据，之后每调用一次就会返回下一项数据，直到已无任何数据时返回NULL。
    * getspent()在第一次调用时会打开密码文件，读取数据完毕后可使用endspent()来关闭该密码文件。错误代码ENOMEM 内存不足，无法配置spwd 结构。
    * 返回值： 返回spwd 结构数据，如果返回NULL 则表示已无数据，或有错误发生。
    */
    struct spwd *getspent(void);  //return NULL if false
    // setspent()用来将getspent()的读写地址指回密码文件开头。
    void setspent(void);
    // endspent()用来关闭由getpwent()所打开的密码文件。
    void endspent(void);

上述函数在操作上类似于相应的密码文件函数

--------------------

#include <stdio.h>
    #include <pwd.h>
    #include <string.h>
    #include <errno.h>
    #include <shadow.h>
    
    int main () {
        
        struct spwd *pw;
        char * user = "oceanstar";
    
        pw = getspnam(user);
    
        if(!pw){
        
            printf("getpwnam error=%s, user=$%s\r\n",
                   strerror(errno), user);
            return -1;
        }
    
        printf("pw->pw_name = %s\n", pw->sp_namp);
        printf("pw->sp_pwdp = %s\n", pw->sp_pwdp);
        printf("pw->sp_lstchg = %ld\n", pw->sp_lstchg);
        printf("pw->sp_min = %ld\n", pw->sp_min);
        printf("pw->sp_max = %ld\n", pw->sp_max);
        printf("pw->sp_warn = %ld\n", pw->sp_warn);
        printf("pw->sp_inact = %ld\n", pw->sp_inact);
        printf("pw->sp_expire = %ld\n", pw->sp_expire);
    }

![在这里插入图片描述][20201218090413527.png]

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