Linux программирование в примерах

Роббинс Арнольд

char *mktemp(char *template)

Генерирует уникальные имена файлов на основе шаблона. Последними шестью символами

template

должны быть '

ХХХХХХ

'; эти символы замещаются уникальным суффиксом.

ЗАМЕЧАНИЕ. Аргумент

template

функции

mktemp

переписывается. Поэтому он не должен быть строковой константой. Многие компиляторы, предшествовавшие стандарту С, помещают строковые константы в сегмент данных вместе с обычными глобальными переменными. Хотя в исходном коде они определены как константы, их можно переписать, таким образом, нередко встречался такой

код:

/* Код в старом стиле: не используйте его */

char *tfile = mktemp("/tmp/myprogXXXXXX");

/* ...использование файла... */

На современных системах такой код. вероятно, завершится неудачей, в наши дни строковые константы находятся в сегментах памяти только для чтения.

Использование этих функций довольно просто. Файл

ch12-mktemp.c

демонстрирует

mktemp

; нетрудно изменить его для использования других функций:

1 /* ch12-mktemp.с --- демонстрирует простое использование mktemp.

2 Для краткости проверка ошибок опущена */

3

4 #include <stdio.h>

5 #include <fcntl.h> /* для флагов открытия */

6 #include <limits.h> /* для PATH_MAX */

7

8 int main(void)

9 {

10 static char template[] = "/tmp/myfileXXXXXX";

11 char fname[PATH_MAX];

12 static char mesg[] =

13 "Here's lookin' at you, kid'\n"; /* вместо "hello, world" */

14 int fd;

15

16 strcpy(fname, template);

17 mktemp(fname);

18

19 /* ОКНО СОСТОЯНИЯ ГОНКИ ОТКРЫВАЕТСЯ */

20

21 printf("Filename is %s\n", fname);

22

23 /* ОКНО СОСТОЯНИЯ ГОНКИ ТЯНЕТСЯ ДОСЮДА */

24

25 fd = open(fname, O_CREAT|O_RDWR|O_TRUNC, 0600);

26 write(fd, mesg, strlen(mesg));

27 close(fd);

28

29 /* unlink(fname); */

30

31 return 0;

32 }

Переменная

template

(строка 10) определяет шаблон имени файла; '

ХХХХХХ

' будет заменен уникальным значением. Строка 16 копирует шаблон в

fname

, которая не является константой: ее можно изменить. Строка 18 вызывает

mktemp

для генерирования имени файла, а строка 21 выводит ее, так, чтобы мы могли видеть, что это такое. (Вскоре мы объясним комментарии в строках 19 и 23.)

Строка 25 открывает файл, создавая его при необходимости. Строка 26 записывает сообщение в

mesg

, а строка 27 закрывает файл. В программе, в которой файл должен быть удален после завершения работы с ним, строка 29 была бы не закомментирована. (Иногда временный файл не следует удалять; например, если файл после полной записи будет переименован.) Мы закомментировали ее, чтобы можно было запустить эту программу и посмотреть на файл впоследствии. Вот что происходит при запуске программы:

$ ch12-mktemp /*

Запуск программы */

Filename is /tmp/myfileQES4WA /* Вывод имени файла */

$ cat /tmp/myfileQES4WA

Here's lookin' at you, kid' /* Содержит то, что ожидалось */

$ ls -l /tmp/myfileQES4WA /* To же с владельцем и доступом */

– rw------- 1 arnold devel 28 Sep 18 09:27 /tmp/myfileQES4WA

$ rm /tmp/myfileQES4WA /* Удалить его */

$ ch12-mktemp / * Используется ли повторно то же имя? */

Filename is /tmp/myfileic7xCy /* Нет. Это хорошо */

$ cat /tmp/myfileic7xCy /* Снова проверить содержание */

Here's lookin' at you, kid!

$ ls -l /tmp/myfileic7xCy /* Снова проверить владельца и доступ */

– rw------- 1 arnold devel 28 Sep 18 09:28 /tmp/myfileic7xCy

Все кажется работающим замечательно,

mktemp

возвращает уникальное имя,

ch12-mktemp

создает файл с нужными правами доступа, и содержание то самое, которое ожидалось. Так в чем же проблема со всеми этими функциями?

Исторически

mktemp

использовала простой, предсказуемый алгоритм для создания замещающих символов для '

ХХХХХХ

' в шаблоне. Более того, интервал между временем, когда генерируется имя файла, и временем, когда создается сам файл, создает состояние гонки.

Как? Ну, Linux и Unix являются системами с квантованием времени, методикой, которая разделяет время процессора между всеми исполняющимися процессами. Это означает, что, хотя программа кажется выполняющейся все время, в действительности есть моменты, когда процессы спят, т.е. ожидают выполнения на процессоре.

Теперь рассмотрите программу профессора для отслеживания оценок студентов. Как профессор, так и злоумышленный студент в одно и то же время используют сильно нагруженную многопользовательскую систему. Программа профессора использует для создания временных файлов

mktemp

, видевший в прошлом, как оценивающая программа создает и удаляет временные файлы, выяснил алгоритм, который использует

mktemp

. (В версии GLIBC нет этой проблемы, но не все системы используют GLIBC!) Рис 12.2 иллюстрирует состояние гонки и то, как студент его использует.

Рис. 12.2. Состояние гонки с

mktemp

Вот что случилось.

1. Оценивающая программа использует

mktemp

для создания имени файла. По возвращении из

mktemp

открыто окно состояния гонки (строка 19 в

ch12-.mktemp.c

).

2. Ядро останавливает оценивающую программу, чтобы могли поработать другие программы в системе. Это происходит до вызова

open

.

Пока оценивающая программа остановлена, студент создает файл с тем же самым именем, которое вернула

mktemp

. (Помните, выяснить алгоритм было просто.) Студент создает файл с дополнительной ссылкой, так что когда оценивающая программа удаляет файл, он все еще будет доступен для прочтения.