はじめに (対象読者・この記事でわかること)

この記事は、macOSでC/C++のプログラムをコンパイルしている際に「sys/ucred.h: No such file or directory」というエラーに遭遇した開発者を対象にしています。特に、Linux環境で動作していたコードをmacOSに移植しようとしている方に最適です。

この記事を読むことで、macOSでucred.hが存在しない理由、代替手段、および移植性の高いコードの書き方がわかります。また、Unix系OS間の違いについても理解を深めることができます。

前提知識

この記事を読み進める上で、以下の知識があるとスムーズです。 - C言語の基本的な文法 - プリプロセッサディレクティブ（#ifdef、#includeなど） - ターミナルでのコンパイルコマンド（gcc/clang）

macOSでucred.hが見つからない理由

sys/ucred.hは、主にFreeBSD系のOSで使用されるカーネル内部の資格情報（credential）を扱うヘッダファイルです。Linuxにはこのファイルは存在せず、代わりにlinux/cred.hやlinux/uidgid.hなどが使用されます。

macOSはDarwinカーネルを採用しており、FreeBSDをベースにしていますが、カーネル内部の構造体は大幅に変更されています。そのため、macOSにはsys/ucred.hが存在せず、代わりにsys/param.hやsys/proc_info.hなどが提供されています。

この違いは、OSごとにプロセスの資格情報を管理する方法が異なるためで、単純にヘッダファイルをコピーしても解決できません。

具体的な解決方法と代替実装

それでは、実際にエラーを解決する方法を見ていきましょう。以下の3つのパターンで解説します。

パターン1：ヘッダファイルの条件分岐

最も簡単な方法は、プリプロセッサでOSを判定してヘッダファイルを切り替える方法です。

C

#ifdef __linux__
    #include <linux/cred.h>
#elif defined(__FreeBSD__)
    #include <sys/ucred.h>
#elif defined(__APPLE__)
    #include <sys/param.h>
    #include <sys/proc_info.h>
#endif

パターン2：資格情報取得の抽象化

OS依存のコードを隠蔽するため、独自のインターフェースを作成します。

C

// credential.h
#ifndef CREDENTIAL_H
#define CREDENTIAL_H

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

// ユーザーID取得の共通インターフェース
uid_t get_process_uid(void);
gid_t get_process_gid(void);
int get_process_groups(int size, gid_t list[]);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif // CREDENTIAL_H

C

// credential.c
#include "credential.h"

#ifdef __linux__
    #include <linux/cred.h>
    #include <grp.h>
#elif defined(__FreeBSD__)
    #include <sys/ucred.h>
    #include <grp.h>
#elif defined(__APPLE__)
    #include <unistd.h>
    #include <grp.h>
#endif

uid_t get_process_uid(void) {
#ifdef __linux__
    return current->cred->uid;
#elif defined(__FreeBSD__)
    struct ucred *cred;
    cred = crget();
    return cred->cr_uid;
#else
    // macOSやその他のOS
    return getuid();
#endif
}

パターン3：CMakeでの条件分岐

ビルドシステムでもOSを判定して処理を分岐できます。

Cmake

# CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)

if(CMAKE_SYSTEM_NAME STREQUAL "Linux")
    add_definitions(-DLINUX)
    set(PLATFORM_LIBS pthread)
elseif(CMAKE_SYSTEM_NAME STREQUAL "Darwin")
    add_definitions(-DMACOS)
    set(PLATFORM_LIBS pthread)
elseif(CMAKE_SYSTEM_NAME STREQUAL "FreeBSD")
    add_definitions(-DFREEBSD)
    set(PLATFORM_LIBS pthread util)
endif()

add_executable(myapp main.c credential.c)
target_link_libraries(myapp ${PLATFORM_LIBS})

ハマった点と解決策

実際の開発でよくあるのが、「macOSで動作しないのはなぜ？」という混乱です。特に以下の点で躓きます：

  1. 構造体の違い：Linuxのcred構造体とFreeBSDのucred構造体はフィールド名も内容も異なります
  2. 関数の存在有無：crget()などの関数はmacOSには存在しません
  3. カーネルモード vs ユーザーモード：カーネルモード用のコードをユーザーモードでコンパイルしようとしている

解決策

最も現実的な解決策は、POSIX準拠の関数を使用することです：

C

#include <unistd.h>
#include <pwd.h>
#include <grp.h>

// クロスプラットフォームな実装
void print_user_info(void) {
    uid_t uid = getuid();
    gid_t gid = getgid();

    struct passwd *pw = getpwuid(uid);
    if (pw != NULL) {
        printf("User: %s (UID: %d, GID: %d)\n", pw->pw_name, uid, gid);
    }

    // グループ情報の取得
    int ngroups = 0;
    getgrouplist(pw->pw_name, gid, NULL, &ngroups);

    gid_t *groups = malloc(ngroups * sizeof(gid_t));
    getgrouplist(pw->pw_name, gid, groups, &ngroups);

    printf("Groups: ");
    for (int i = 0; i < ngroups; i++) {
        printf("%d ", groups[i]);
    }
    printf("\n");

    free(groups);
}

まとめ

本記事では、macOSで「sys/ucred.hが見つからない」エラーの原因と解決方法を解説しました。

  • エラーの原因：macOSはDarwinカーネルを使用しており、FreeBSDのucred.hを提供していない
  • 解決方法：プリプロセッサによる条件分岐、POSIX関数の使用、抽象化レイヤーの導入
  • ベストプラクティス：OS依存コードは最小限にし、標準的なインターフェースを使用する

この記事を通して、OS間の移植性を考慮したC言語プログラミングの重要性を理解していただけたでしょう。今後は、Windows環境での移植性についても記事にする予定です。

参考資料