新年假期因肺炎疫情延迟十多天，利用这段时间重温了一下《UNIX环境高级编程》。第一次读是在2013年刚毕业，有些内容也不知道如何用于实践，硬着头皮啃完。现在工作六年有余，再读还有些新收获，顺便做一下笔记。
从章节看，学习操作系统，2/7左右内容在文件系统，5/7左右是进程和线程。其它有些共性的内容，比如最重要的权限机制。所以把笔记分成三部分，第一部分的是Linux系统权限相关，第二部分是文件系统，第三部分是进程。
权限由文件权限标志和进程的身份（ID）共同构成，权限机制用于限制操作系统中，进程对文件进行的读、写等各类操作。
Linux中，与一个进程关联的ID有7个，分别是：
| 实际用户ID 我们实际上是谁 实际组ID |
| 有效用户ID 用于文件访问权限检查 有效组ID 附加组ID |
| 保存的设置用户ID 由exec函数保存，它是一个有效ID的副本 保存的设置组ID |
每个文件有9个访问权限位，另外还包含粘住位（ sticky bit ）、设置用户ID位（set-user-ID）和设置组ID位（set-group-ID）等特殊位。
| 权限位 | 意义 |
| S_IRUSR S_IWUSR S_IXUSR |
用户-读 用户-写 用户-执行 |
| S_IRGRP S_IWGRP S_IXGRP |
组-读 组-写 组-执行 |
| S_IROTH S_IWOTH S_IXOTH |
其他-读 其他-写 其他-执行 |
| S_ISVTX | 粘住位 |
Linux内核进行文件权限检查的过程：
（1）若进程的有效用户ID是0（超级用户），则允许访问。这给予了超级用户对整个文件系统进行处理的最充分的自由。
（2）若进程的有效用户ID等于文件的所有者ID（也就是该进程拥有此文件），那么：若所有者适当的访问权限位被设置，则允许访问，否则拒绝访问。适当的访问权限位指的是，若进程为读而打开该文件，则用户读位应为1；若进程为写而打开该文件，则用户写位应为1；若进行将执行该文件，则用户执行位应为1。
（3）若进程的有效组ID或进程的附加组ID之一等于文件的组ID，那么：若组适当的访问权限位被设置，则允许访问，否则拒绝访问。
（4）若其他用户适当的访问权限位被设置，则允许访问，否则拒绝访问。
特殊权限位之设置用户ID位（set-user-ID bit）和设置组ID位（set-group-ID bit）
我们知道，用户使用Linux的passwd命令，可以修改当前帐号的密码，密码修改时会更新/etc/shadow文件，而查看shadow文件权限：
-rw-r—– 1 root shadow 852 Feb 6 09:32 shadow
只有root用户才有写的权限，如何实现普通用户更新shadow呢？
查看/usr/bin/passwd程序：
-rwsr-xr-x 1 root root 54256 Mar 29 2016 /usr/bin/passwd*
上述我们看到passwd程序设置了一个特殊的s位，即上面写的设置用户ID位（set-user-ID）
当执行一个程序文件时，进程的有效用户ID通常就是实际用户ID，有效组ID通常就是实际组ID。但是可以在文件模式字（st_mode）中设置一个特殊标志，其含义是“当执行此文件时，将进程的有效用户ID设置为文件所有者的用户ID（st_uid）”。与此相类似，在文件模式字中可以设置另一们，它使得将执行此文件的进程的有效组ID为设置为文件的组所有者ID（st_gid）。在文件模式中的这两个位被称为设置用户ID（set-user-ID））位和设置组ID（set-group-ID）位。
passwd程序由于s位的存在，执行此程序的进程，将拥有文件所有者的权限，即root权限 。
当普通用户执行passwd命令时，shell会fork出一个子进程，此时进程有效用户ID还是普通用户ID，然后调用exec执行/usr/bin/passwd，exec发现/usr/bin/passwd有设置用户ID位，于是会把进程的有效用户ID设置成文件所有者ID即root，此时这个进程提权为root，拥有了读写/etc/shadow文件的权限，从而使普通用户可完成密码的修改。exec进程退出后会恢复用效用户ID为普通用户ID，这样就不会使普通用户一直拥有root权限。
特殊权限位之粘住位（sticky bit）
如果对一个目录设置了粘住位，则只有对该目录具有写权限的用户在满足下列条件之一的情况下，才能删除或更名该目录下的文件：
- 拥有该文件
- 拥有此目录
- 是超级用户
目录/tmp是设置粘住位的典型例子——任何用户都可以在该目录下创建文件。任一用户（用户、组或其他）对这个目录的权限通常都是读、写和执行。但是用户不应该能删除或更名属于其他人的文件，为此这个目录的文件模式设置了粘住位。
drwxrwxrwt 9 root root 4096 Feb 6 11:47 tmp/ 这是设置了粘住位的目录（注意这个标粗的t）
drwxr-xr-x 10 root root 4096 Dec 16 2016 usr/ 这是未设置粘住位的目录
Linux /etc/passwd和/etc/shadow文件
root@20200206A858HU6:~# cat /etc/passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
daemon:x:1:1:daemon:/usr/sbin:/usr/sbin/nologin #不允许登录，将打印可自定义的出错信息，然后以非0状态终止。
/etc/passwd文件是由多行组成，每一行记录一个用户信息，信息之间由冒号分隔。注意第2个x所有用户都是一样的，这是由于早期操作系统，这里存储的是加密口令（hash单向加密），如今口令放到了/etc/shadow文件中，这里x仅是一个兼容历史的占位符。
把口令放到/etc/shadow的原因是，/etc/passwd文件任何用户都可以读，由于使用单向哈希加密，存在彩虹表等攻击手段，提供给外界更少的语料，被破解的风险也就越低。
-rw-r–r– 1 root root 1571 Feb 6 13:39 passwd
而/etc/shadow文件，是只有root用户，或shadow组可读的，只有设置了设置用户ID位或设置组ID位的程序才有权限读，如/usr/bin/passwd，/usr/bin/login等程序。
-rw-r—– 1 root shadow 879 Feb 6 13:39 shadow