C语言编程实现Linux命令——who

实践分析过程

• who命令是查询当前登录的每个用户，它的输出包括用户名、终端类型、登录日期及远程主机，在Linux系统中输入who命令输出如下：
  

• 我们先man一下who，在帮助文档里可以看到，who命令是读取/var/run/utmp文件来得到以上信息的。
  

• 我们再man一下utmp，知道utmp这个文件，是二进制文件，里面保存的是结构体数组，这些数组是struct utmp结构体的。
  

struct utmp {  
    short   ut_type;               
    pid_t   ut_pid;                
    char    ut_line[UT_LINESIZE];  
    char    ut_id[4];   
    char    ut_user[UT_NAMESIZE];   
    char    ut_host[UT_HOSTSIZE];  
    struct {  
        int32_t tv_sec;  
        int32_t tv_usec;   
    } ut_tv;  
      
    /***等等***/  
};  

• 要实现who只需要把utmp文件的所有结构体扫描过一遍，把需要的信息显示出来就可以了，我们需要的信息有ut_user、ut_line、ut_tv、ut_host。

• 老师给的初始代码：who1.c运行结果如下：
  

• 需要注意的是utmp中所保存的时间是以秒和微妙来计算的，所以我们需要把这个时间转换为我们能看懂的时间，利用命令man -k time | grep 3搜索C语言中和时间相关的函数：
  

• 经过搜索发现了一个ctime()函数，似乎可以满足我们的需求，于是对代码中关于时间的printf进行修改：

printf("%s",ctime(&utbufp->ut_time));

• 编译运行发现出来的结果虽然已经转换成了我们能看懂的时间格式，但是很明显这个时间是错的：
  

• 搜索一下ut_time这个宏，发现它被定义为int32_t类型：
  
  

• 但是ctime()函数中要求参数的类型是time_t类型，所以重新定义一下类型，编译运行之后，发现时间已经改成了正确的，但是发现()中的内容被换行了，猜想ctime()函数的返回值可能自动在最后补了一个字符\n：​
  

• 一开始想通过\r\b来实现“退行”，但实践后发现并不可取，最后考虑到直接修改字符串中最后一个字符为\0，让其字符串结束，使输出达到与系统who命令一样的效果，即在输出语句前添加如下代码：

cp[strlen(cp)-1] = \'\0\'

• 最后编译执行效果，发现解决了该问题：
  

• 虽然能看出基本上和who指令的执行结果一致，但是并非完全一样，主要在两点，第一是时间格式不一样，第二个是比who执行的结果多了几条，需要注意的是utmp中保存的用户，不仅仅是已经登陆的用户，还有系统的其他服务所需要的“用户”，所以在显出所有登陆用户的时候，应该过滤掉其他用户，只保留登陆用户。我们可以通过ut_type来区别，登陆用户的ut_type是USER_PROCESS。

• 先用if语句对执行结果进行过滤，效果如下：
  

• 接着解决时间格式问题，利用man命令收到了两个非常有用的函数：localtime()和strftime()，localtime()是把从1970-1-1零点零分到当前时间系统所偏移的秒数时间转换为本地时间，strftime()则是用来定义时间格式的，如：年-月-日，利用这两个函数对时间进行修改后，结果显示终于和系统中who命令一模一样：
  

• 最终完整的代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <utmp.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>

#define	SHOWHOST	

void show_time(long timeval){ 
	char format_time[40]; 
        struct tm *cp;  
        cp = localtime(&timeval);  
        strftime(format_time,40,"%F %R",cp);
        printf("%s",format_time);  
}  

int show_info( struct utmp *utbufp )
{
	if(utbufp->ut_type == USER_PROCESS){

	printf("%-8.8s", utbufp->ut_name);	
	printf(" ");				
	printf("%-8.8s", utbufp->ut_line);	
	printf("     ");				
	show_time(utbufp->ut_time);	
	printf(" ");				
#ifdef	SHOWHOST
	printf("(%s)", utbufp->ut_host);	
#endif
	printf("\n");				
	}
	return 0;
}
int main()
{
	struct utmp	 current_record;	
	int		utmpfd;		
	int		reclen = sizeof(current_record);

	if ( (utmpfd = open(UTMP_FILE, O_RDONLY)) == -1 ){
		perror( UTMP_FILE );	
		exit(1);
	}
	while ( read(utmpfd, &current_record, reclen) == reclen )
		show_info(&current_record);
	close(utmpfd);
	return 0;			
}