Unix/Linux编程实践教程–ac在Ubuntu 14.04的实现

环境：Ubuntu 14.04 32位

为什么这回不写在OS x上的实现了？因为OS X使用的是utmpx，然后我用getutxent_wtmp()这个函数也没有办法正确获取wtmp的日志信息，所以先在Ubuntu上实现好了。

默认没有带ac这个程序，需要自行安装。（sudo apt-get insall acct）

好的，开始我们的节目。man ac，可以看到ac是一个统计用户连接时长（以小时为单位）的工具。用户的登录、退出的信息保存在utmp这个文件中。

那我们就man 5 wtmp，注意到它的描述里有这么一句话。The wtmp file records all logins and logouts. Its format is exactly like utmp except that a null username indicates a logout on the associated terminal. 这个文件的格式是和utmp类似的，而且如果用户名为空的话，说明用户在对应的终端上退出了。

然后就可以开始尝试写代码了，初版可能是这样的。

/* ubuntu 14.04 */#include <stdio.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <utmp.h>#include <string.h>void utmpOut(struct utmp *p);int main(void){    int fd;    struct utmp utmpBuf;    int siz = sizeof(struct utmp);    if((fd = open(WTMP_FILE, O_RDONLY)) == -1){        perror("ac_ubuntu");        exit(1);    }    while(read(fd, &utmpBuf, siz) == siz)        utmpOut(&utmpBuf);    close(fd);    return 0;}void utmpOut(struct utmp *p){    //if(strcmp(p->ut_user, "superxc"))    //    return ;    printf("%d\t%s\t%s\t%s", p->ut_type, p->ut_user, p->ut_line, asctime(localtime(&p->ut_time)));}

运行一下看看wtmp里都写啥了。

1   shutdown    ~  Mon May 29 09:11:18 20172   reboot  ~  Sun Jun  4 18:46:09 20171   runlevel    ~  Sun Jun  4 18:46:09 20176   LOGIN   tty4    Sun Jun  4 18:46:09 20176   LOGIN   tty5    Sun Jun  4 18:46:09 20176   LOGIN   tty2    Sun Jun  4 18:46:09 20176   LOGIN   tty3    Sun Jun  4 18:46:09 20176   LOGIN   tty6    Sun Jun  4 18:46:09 20176   LOGIN   tty1    Sun Jun  4 18:46:09 20177   superxc tty1    Sun Jun  4 18:46:42 20177   superxc pts/0   Sun Jun  4 18:57:52 20177   superxc pts/2   Sun Jun  4 18:58:07 20171   runlevel    ~  Sun Jun  4 19:03:16 20178       tty4    Sun Jun  4 19:03:17 20178       tty5    Sun Jun  4 19:03:17 20178       tty2    Sun Jun  4 19:03:17 20178       tty3    Sun Jun  4 19:03:17 20178       tty6    Sun Jun  4 19:03:17 20178       pts/0   Sun Jun  4 19:03:17 20178       pts/2   Sun Jun  4 19:03:17 20171   shutdown    ~  Sun Jun  4 19:03:17 20171   shutdown    ~  Sun Jun  4 19:03:17 20172   reboot  ~  Mon Jun  5 08:21:34 20171   runlevel    ~  Mon Jun  5 08:21:34 20176   LOGIN   tty4    Mon Jun  5 08:21:34 20176   LOGIN   tty5    Mon Jun  5 08:21:34 20176   LOGIN   tty2    Mon Jun  5 08:21:34 20176   LOGIN   tty3    Mon Jun  5 08:21:34 20176   LOGIN   tty6    Mon Jun  5 08:21:34 20176   LOGIN   tty1    Mon Jun  5 08:21:34 20177   superxc pts/0   Mon Jun  5 08:22:25 20177   superxc pts/2   Mon Jun  5 08:22:38 20177   root    tty1    Mon Jun  5 09:05:05 20178       tty1    Mon Jun  5 09:07:35 20176   LOGIN   tty1    Mon Jun  5 09:07:35 2017

我这里只截取了6月4日和6月5日的记录，再拿ac -pd的记录对比一下。

    superxc                              0.45Jun  4  total        0.45    superxc                              2.47    root                                 0.04Today   total        2.51

这里的Today 指的是6月5日，可以看到6月4日，superxc总共连接了0.45个小时。怎么算的呢？注意看wtmp的输出。关于superxc用户的登录有三条，分别是：

7   superxc tty1    Sun Jun  4 18:46:42 20177   superxc pts/0   Sun Jun  4 18:57:52 20177   superxc pts/2   Sun Jun  4 18:58:07 2017

退出的话，注意刚才文档里写的那句话，也就是我标重点的部分，如果用户名为空的话，说明用户在对应的终端上退出了，所以可以找到下面这两行，就是退出的记录。

8       pts/0   Sun Jun  4 19:03:17 20178       pts/2   Sun Jun  4 19:03:17 2017

这里要注意到tty1没有退出，直接就关机了，所有没有对应的记录。

同一个用户在三个终端登录，时间是怎么算的？由计算得知是累加的。

(63 - 46 + (17 - 42)/60 + /* tty1 */63 - 57 + (17 - 52)/60 + /* pts/0 */63 - 58 + (17 - 07)/60 /* pts/2 */)/60 = 0.45277

刚好和ac的结果一致。

wtmp文件中有些记录是我们并不需要的，ut_type为6､ 2､ 1的不需要，但是ut_type为1且ty_user为shutdown为需要保留（用于作为关机时没有退出的用户的退出时间）。

所以ac的实现大概是这样的：
Step1: 在ut_type为7的记录中找到第一条未处理的信息、记录下是哪个终端，ut_time记为t1。
Step2: 向后找ut_type为8的记录中与Step1中记录的终端相匹配的（如果遇到到shutdown，就不再向下查找，如果找到EOF，就以当前时间为准），对应的ut_time记为t2。
Step3: t2 - t1的结果累加到sum中。
Step4: 重复Step1-3直到所有记录处理完毕。

所以代码可能是这样的：

/* ubuntu 14.04 */#include <stdio.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <utmp.h>#include <string.h>#include <time.h>#define UTMPSIZ sizeof(struct utmp)void utmpOut(struct utmp *p);int cntTime(int fd, struct utmp *p);int main(void){    int fd;    struct utmp utmpBuf;    int sum = 0; /* seconds */    if((fd = open(WTMP_FILE, O_RDONLY)) == -1){        perror("ac_ubuntu");        exit(1);    }    while(read(fd, &utmpBuf, UTMPSIZ) == UTMPSIZ){        sum += cntTime(fd, &utmpBuf);        // utmpOut(&utmpBuf);    }    close(fd);    printf("%d seconds => %f hours\n", sum, sum / (60.0 * 60));    return 0;}void utmpOut(struct utmp *p){    //if(strcmp(p->ut_user, "superxc"))    //    return ;    printf("%d\t%s\t%s\t%s", p->ut_type, p->ut_user, p->ut_line, asctime(localtime(&p->ut_time)));}int cntTime(int fd, struct utmp *p){    char line[256];    struct utmp utmpBuf;    int cnt = 0; /* forward how many time */    int flag = 0;    int t1, t2;    if(p->ut_type != USER_PROCESS) /* USER_PROCESS 7 */        return 0;    strcpy(line, p->ut_line);    t1 = (int)p->ut_time;    /* printf("user %s login on %s at %s", p->ut_user, p->ut_line, asctime(localtime(&p->ut_time))); */    while(read(fd, &utmpBuf, UTMPSIZ) == UTMPSIZ){        ++cnt;        /* DEAD_PROCESS 8, RUN_LVL 1 */        /* printf("test record: "); */        /* utmpOut(&utmpBuf); */        if((utmpBuf.ut_type == DEAD_PROCESS && strcmp(line, utmpBuf.ut_line) == 0)            || (utmpBuf.ut_type == RUN_LVL && strcmp("shutdown", utmpBuf.ut_user) == 0)){            flag = 1;            /* printf("find!\n"); */            break;        }    }    t2 = flag ? utmpBuf.ut_time : (int)time(NULL);    /*    if(flag){        printf("log out at %s", asctime(localtime(&utmpBuf.ut_time)));    }else{        printf("log out at now\n");    }    printf(" tabkes %d seconds\n", t2 - t1);    */    lseek(fd, -cnt * UTMPSIZ, SEEK_CUR); /* roll back */     return t2 - t1;}

代码中使用了lseek进行回滚指针，本程序并没有使用缓存，有兴趣的可以自己加上，还有比如-p、-d之类的选项参数都可以加。

执行效果：

有个大犇的实现做得比我好多了，可以很大程序减少系统调用，时间开销比较小，而且能结合缓冲，可扩展性也挺好。链接