进程关系之终端登录


在早期的UNIX系统中，用户用哑终端（用硬连接连到主机，更多关于哑终端：http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%93%91%E7%BB%88%E7%AB%AF）进行登录。终端要么是本地的（直接连接）要么是远程的（通过调制解调器连接）。在这两种情况下，登录都经由内核中的。

1、BSD终端登录

系统管理员创建通常名为/etc/ttys的文件，其中每个终端设备都有一行，每一行说明设备名和传递给getty程序的参数，例如，参数之一说明了终端的波特率等。当系统自举时，内核创建ID为1的进程，也就是init进程。。init进程读文件/etc/ttys，对每一个允许登录的终端设备，init调用一次fork，它所生成的子进程则执行（exec）getty程序。

getty为终端设备调用open函数，以读、写方式将终端打开。如果设备是调制解调器，则open可能会在设备驱动程序中滞留，直到用户拨号调制解调器，并且呼叫被应答。一旦设备被打开，则文件描述符0、1、2就被设置到该设备。然后getty输出“login：”之类的信息，并等待用户键入用户名。如果终端支持多种速度，则getty可以测试特殊字符以便适当地更改终端速度（波特率）。

当用户键入了用户名后，getty的工作就完成了。然后它以类似于下面的方式：

execle(, , , username, ( *), envp);

（在gettytab文件中可能会有一些选项使其调用其他程序，但系统默认的是login程序）。init以一个空环境调用getty。getty以终端名（例如TERM=foo，其中终端foo的类型取自gettytab文件）和在gettytab中说明的环境字符串为login创建一个环境（envp参数）。-p标志通知login保留传给它的环境，也可将其他环境字符串加到该环境中，但是不要替换它。

。因为它得到了用户名，所以能调用getpwnam取得相应用户的口令文件登录项。然后接着读用户键入的口令（自然，禁止回送用户键入的口令）。它调用crypt（3）将用户键入的口令加密，并与该用户在阴影口令文件中登录项的pw_passwd字段相比较。如果用户几次键入的口令都无效，则login以参数1调用exit表示登录过程失败。父进程（init）了解到子进程的终止情况后，将再次调用fork，其后接着执行getty，将对此终端重复上述过程。

这是UNIX系统传统的用户身份验证过程。现代UNIX系统已发展到支持多个身份验证过程。例如FreeBSD、Linux、Mac OS X以及Solaris都支持被称为PAM（Pluggable Authentication Module，可插入式身份验证模块）的更加灵活的方案。PAM允许管理员配置使用何种身份验证方法来访问那些使用PAM库编写的服务。

如果应用程序需验证一用户是否具有适当的权限去执行某个服务，那么我们可以将身份验证机制编写到应用中，或者使用PAM库来得到等价的功能。使用PAM的优点是，管理员可以基于本地策略、针对不同任务配置不同的验证用户身份的方法。

  • 将当前工作目录更改为该用户的起始目录（chdir）。
  • 调用chown改变该终端的所有权，使登录用户成为它的所有者。
  • 将对该终端设备的访问权限改变成用户读和写。
  • 调用setgid及initgroups设置进程的组ID。
  • 用login所得到的所有信息初始化环境：起始目录（HOME）、shell（SHELL）、用户名（USER和LOGNAME），以及一个系统默认路径（PATH）。
  • login进程改变为登录用户的用户ID（setuid）并调用该用户的登录shell（换一种容易理解的说法：login调用exec将其自身替换为登录用户的登录shell），如下：
execl(, , ( *));

到此为止，。其父进程ID是init进程ID（进程ID 1），所以此登录shell终止时，init会得到通知（接到SIGCHLD信号），它会对该终端重复全部上述过程。将登录shell的文件描述符0、1和2设置为终端设备。

现在，（Bourne shell和Korn shell是：.profile；GNU Bourne-again shell是.bash_profile、.bash_login或.profile；C shell是.cshrc和.login）。这些启动文件通常会改变某些环境变量，加上很多环境变量。。

2、Linux终端登录

Linux的终端登录过程非常类似于BSD。确实，Linux login命令是从4.3BSD login命令派生而来的。BSD登录过程与Linux登录过程的主要区别在于说明终端配置的方式。

在Linux中，/etc/inittab包含配置信息，它说明了init应当为之启动getty进程的各终端设备，这类似于系统V的方式。依赖于所使用的getty的版本，终端的各种特性要么在命令行上说明，要么在文件/etc/gettyefs中说明。

 

本篇博文内容摘自《UNIX环境高级编程》（第二版），仅作个人学习记录所用。关于本书可参考：http://www.apuebook.com/。

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