2017-2018-1 20155220 《信息安全系统设计基础》第八周学习总结
第八周测试-1
参考 http://www.cnblogs.com/rocedu/p/6766748.html#SECCLA 在Linux下完成“求命令行传入整数参数的和”
测试代码传入自己的8位学号
#include <stdio.h>
int main(int argc,int *argv[])
{
int sum=0,i;
for(i=0;i<argc;i++)
{
sum=sum+atoi(argv[i]);
}
printf("%d",sum);
printf("20155220\n");
}
第八周测试-2
把第一个练习中的代码在X86-64（Ubuntu）中反汇编，给出汇编代码和机器码的截图
把X86-64汇编翻译成Y86-64汇编，并给出相应机器码的截图（使用附件中的Y86-64模拟器）
C语言代码：
#include <stdio.h>
int main(int argc,int *argv[])
{
int sum=0,i;
for(i=0;i<argc;i++)
{
sum=sum+atoi(argv[i]);
}
printf("%d",sum);
printf("20155220\n");
}
X86-64汇编：
.file "sum.c"
.section .rodata
.LC0:
.string "Total: %d\n"
.text
.globl main
.type main, @function
main:
.LFB2:
.cfi_startproc
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset 6, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register 6
subq $32, %rsp
movl %edi, -20(%rbp)
movq %rsi, -32(%rbp)
movl $0, -4(%rbp)
movl $0, -8(%rbp)
jmp .L2
.L3:
movl -8(%rbp), %eax
cltq
leaq 0(,%rax,8), %rdx
movq -32(%rbp), %rax
addq %rdx, %rax
movq (%rax), %rax
movq %rax, %rdi
call atoi
addl %eax, -4(%rbp)
addl $1, -8(%rbp)
.L2:
movl -8(%rbp), %eax
cmpl -20(%rbp), %eax
jl .L3
movl -4(%rbp), %eax
movl %eax, %esi
movl $.LC0, %edi
movl $0, %eax
call printf
movl $0, %eax
leave
.cfi_def_cfa 7, 8
ret
.cfi_endproc
.LFE2:
.size main, .-main
.ident "GCC: (Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.4) 5.4.0 20155220"
.section .note.GNU-stack,"",@progbits
X86-64机器码：
0000000000000000 <main>:
0: 55 push %rbp
1: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
4: 48 83 ec 20 sub $0x20,%rsp
8: 89 7d ec mov %edi,-0x14(%rbp)
b: 48 89 75 e0 mov %rsi,-0x20(%rbp)
f: c7 45 fc 00 00 00 00 movl $0x0,-0x4(%rbp)
16: c7 45 f8 00 00 00 00 movl $0x0,-0x8(%rbp)
1d: eb 26 jmp 45 <main+0x45>
1f: 8b 45 f8 mov -0x8(%rbp),%eax
22: 48 98 cltq
24: 48 8d 14 c5 00 00 00 lea 0x0(,%rax,8),%rdx
2b: 00
2c: 48 8b 45 e0 mov -0x20(%rbp),%rax
30: 48 01 d0 add %rdx,%rax
33: 48 8b 00 mov (%rax),%rax
36: 48 89 c7 mov %rax,%rdi
39: e8 00 00 00 00 callq 3e <main+0x3e>
3e: 01 45 fc add %eax,-0x4(%rbp)
41: 83 45 f8 01 addl $0x1,-0x8(%rbp)
45: 8b 45 f8 mov -0x8(%rbp),%eax
48: 3b 45 ec cmp -0x14(%rbp),%eax
4b: 7c d2 jl 1f <main+0x1f>
4d: 8b 45 fc mov -0x4(%rbp),%eax
50: 89 c6 mov %eax,%esi
52: bf 00 00 00 00 mov $0x0,%edi
57: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
5c: e8 00 00 00 00 callq 61 <main+0x61>
61: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
66: c9 leaveq
67: c3 retq
Y86-64汇编：
.file "sum.c"
.section .rodata
.LC0:
.string "Total: %d\n"
.text
.globl main
.type main, @function
main:
.LFB2:
.cfi_startproc
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset 6, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register 6
subq $32, %rsp
irmovq %edi, -20(%rbp)
irmovq %rsi, -32(%rbp)
irmovlq $0, -4(%rbp)
irmovlq $0, -8(%rbp)
jmp .L2
.L3:
movl -8(%rbp), %eax
cltq
leaq 0(,%rax,8), %rdx
movq -32(%rbp), %rax
addq %rdx, %rax
movq (%rax), %rax
movq %rax, %rdi
call atoi
addl %eax, -4(%rbp)
addl $1, -8(%rbp)
.L2:
movlq -8(%rbp), %eax
cmpl -20(%rbp), %eax
jl .L3
movl -4(%rbp), %eax
movl %eax, %esi
movl $.LC0, %edi
movl $0, %eax
call printf
movl $0, %eax
leave
.cfi_def_cfa 7, 8
ret
.cfi_endproc
.LFE2:
.size main, .-main
.ident "GCC: (Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.4) 5.4.0 20155220"
.section .note.GNU-stack,"",@progbits
第八周测试-3
基于socket 使用教材的csapp.h csapp.c,实现daytime(13)服务器（端口我们使用13+后三位学号）和客户端
服务器响应消息格式是
“
客户端IP：XXXX
服务器实现者学号：XXXXXXXX
当前时间： XX：XX：XX
”
上方提交代码
提交一个客户端至少查询三次时间的截图测试截图
提交至少两个客户端查询时间的截图测试截图
基于socket，用多进程和多线程分别实现daytime服务器并发功能。
server：
#include <netinet/in.h> // for sockaddr_in
#include <sys/types.h> // for socket
#include <sys/socket.h> // for socket
#include <stdio.h> // for printf
#include <stdlib.h> // for exit
#include <string.h> // for bzero
#include <unistd.h> // for fork
#include <sys/signal.h> // for signal
#include <sys/wait.h> // for wait
#include <time.h>
#include <arpa/inet.h>
#define HELLO_WORLD_SERVER_PORT 6666
#define LENGTH_OF_LISTEN_QUEUE 20
#define BUFFER_SIZE 1024
void reaper(int sig)
{
int status;
//调用wait3读取子进程的返回值,使zombie状态的子进程彻底释放
while(wait3(&status,WNOHANG,(struct rusage*)0) >=0)
;
}
int main(int argc, char **argv)
{
//设置一个socket地址结构server_addr,代表服务器internet地址, 端口
struct sockaddr_in server_addr;
bzero(&server_addr,sizeof(server_addr)); //把一段内存区的内容全部设置为0
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);
server_addr.sin_port = htons(HELLO_WORLD_SERVER_PORT);
time_t t;
//创建用于internet的流协议(TCP)socket,用server_socket代表服务器socket
int server_socket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if( server_socket < 0)
{
printf("Create Socket Failed!\n");
exit(1);
}
//把socket和socket地址结构联系起来
if( bind(server_socket,(struct sockaddr*)&server_addr,sizeof(server_addr)))
{
printf("Server Bind Port : %d Failed!\n", HELLO_WORLD_SERVER_PORT);
exit(1);
}
//server_socket用于监听
if ( listen(server_socket, LENGTH_OF_LISTEN_QUEUE) )
{
printf("Server Listen Failed!");
exit(1);
}
//通知操作系统,当收到子进程的退出信号(SIGCHLD)时,执行reaper函数,释放zombie状态的进程
(void)signal(SIGCHLD,reaper);
while (1) //服务器端要一直运行
{
//定义客户端的socket地址结构client_addr
struct sockaddr_in client_addr;
socklen_t length = sizeof(client_addr);
//接受一个到server_socket代表的socket的一个连接
//如果没有连接请求,就等待到有连接请求--这是accept函数的特性
//accept函数返回一个新的socket,这个socket(new_server_socket)用于同连接到的客户的通信
//new_server_socket代表了服务器和客户端之间的一个通信通道
//accept函数把连接到的客户端信息填写到客户端的socket地址结构client_addr中
int new_server_socket = accept(server_socket,(struct sockaddr*)&client_addr,&length);
if ( new_server_socket < 0)
{
printf("Server Accept Failed!\n");
break;
}
int child_process_pid = fork(); //fork()后,子进程是主进程的拷贝
//在主进程和子进程中的区别是fork()的返回值不同.
if(child_process_pid == 0 )//如果当前进程是子进程,就执行与客户端的交互
{
t=time(NULL);
close(server_socket); //子进程中不需要被复制过来的server_socket
char buffer[BUFFER_SIZE];
bzero(buffer, BUFFER_SIZE);
//strcpy(buffer,"20155220实现");
strcat(buffer,"\n"); //C语言字符串连接
//发送buffer中的字符串到new_server_socket,实际是给客户端
send(new_server_socket,buffer,BUFFER_SIZE,0);
printf("服务器实现者学号：20155220\n");
printf("客户端IP：%s \n",inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
printf("当前时间： %s\n",ctime(&t));
send(new_server_socket,(void *)&t,sizeof(time_t),0);
bzero(buffer,BUFFER_SIZE);
//接收客户端发送来的信息到buffer中
length = recv(new_server_socket,buffer,BUFFER_SIZE,0);
if (length < 0)
{
printf("Server Recieve Data Failed!\n");
exit(1);
}
printf("\n%s\n",buffer);
//关闭与客户端的连接
close(new_server_socket);
exit(0);
}
else if(child_process_pid > 0) //如果当前进程是主进程
close(new_server_socket); //主进程中不需要用于同客户端交互的new_server_socket
}
//关闭监听用的socket
close(server_socket);
return 0;
}
client:
#include <netinet/in.h> // for sockaddr_in
#include <sys/types.h> // for socket
#include <sys/socket.h> // for socket
#include <stdio.h> // for printf
#include <stdlib.h> // for exit
#include <string.h> // for bzero
#include <time.h>
#define HELLO_WORLD_SERVER_PORT 6666
#define BUFFER_SIZE 1024
void talk_to_server(char ** argv)
{
//设置一个socket地址结构client_addr,代表客户机internet地址, 端口
struct sockaddr_in client_addr;
bzero(&client_addr,sizeof(client_addr)); //把一段内存区的内容全部设置为0
client_addr.sin_family = AF_INET; //internet协议族
client_addr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);//INADDR_ANY表示自动获取本机地址
client_addr.sin_port = htons(0); //0表示让系统自动分配一个空闲端口
//创建用于internet的流协议(TCP)socket,用client_socket代表客户机socket
int client_socket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
time_t t;
if( client_socket < 0)
{
printf("Create Socket Failed!\n");
exit(1);
}
//把客户机的socket和客户机的socket地址结构联系起来
if( bind(client_socket,(struct sockaddr*)&client_addr,sizeof(client_addr)))
{
printf("Client Bind Port Failed!\n");
exit(1);
}
//设置一个socket地址结构server_addr,代表服务器的internet地址, 端口
struct sockaddr_in server_addr;
bzero(&server_addr,sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family = AF_INET;
if(inet_aton(argv[1],&server_addr.sin_addr) == 0) //服务器的IP地址来自程序的参数
{
printf("Server IP Address Error!\n");
exit(1);
}
server_addr.sin_port = htons(HELLO_WORLD_SERVER_PORT);
socklen_t server_addr_length = sizeof(server_addr);
//向服务器发起连接,连接成功后client_socket代表了客户机和服务器的一个socket连接
if(connect(client_socket,(struct sockaddr*)&server_addr, server_addr_length) < 0)
{
printf("Can Not Connect To %s!\n",argv[1]);
exit(1);
}
char buffer[BUFFER_SIZE];
bzero(buffer,BUFFER_SIZE);
//从服务器接收数据到buffer中
int length = recv(client_socket,buffer,BUFFER_SIZE,0);
if(length < 0)
{
printf("Recieve Data From Server %s Failed!\n", argv[1]);
exit(1);
}
printf("From Server %s :\t%s\n",argv[1],buffer);
length = recv(client_socket,(void *)&t,sizeof(time_t),0);
if(length < 0)
{
printf("Recieve Data From Server %s Failed!\n", argv[1]);
exit(1);
}
printf("当前时间： %s \n",ctime(&t));
bzero(buffer,BUFFER_SIZE);
//strcpy(buffer,"Thanks!");
//向服务器发送buffer中的数据
send(client_socket,buffer,BUFFER_SIZE,0);
//关闭socket
close(client_socket);
}
int main(int argc, char **argv)
{
if (argc != 2)
{
printf("Usage: .\%s ServerIPAddress\n",argv[0]);
exit(1);
}
talk_to_server(argv);
return 0;
}
进程与线程
进程
进程定义：进程(Process)是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。在早期面向进程设计的计算机结构中，进程是程序的基本执行实体;在当代面向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。进程是靠内核自动调度实现的，而且因为他们有各自的独立的虚拟地址空间，所以要在各个进程内实现共享数据，必须要有显式的IPC机制。事件驱动程序创建它们自己的并发逻辑流，这些逻辑流被模型化成状态机，用I/O多路复用来显式地角度这些流。
- 进程的特性有：
动态性：进程的实质是程序在多道程序系统中的一次执行过程，进程是动态产生，动态消亡的。
并发性：任何进程都可以同其他进程一起并发执行
独立性：进程是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统分配资源和调度的独立单位；
异步性：由于进程间的相互制约，使进程具有执行的间断性，即进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进
结构特征：进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。
- 负责调度的算法有：FIFS（先到先得原则）、短进程优先算法、最短剩余时间优先算法等。
线程：
-
线程定义：线程是程序中一个单一的顺序控制流程。进程内一个相对独立的、可调度的执行单元，是系统独立调度和分派CPU的基本单位指运行中的程序的调度单位。在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作，称为多线程。
-
线程种类： 线程有两种。一种是用户级线程：管理过程全部由用户程序完成，操作系统内核心只对进程进行管理。另外一种是核心级线程：由操作系统内核进行管理。操作系统内核给应用程序提供相应的系统调用和应用程序接口API，以使用户程序可以创建、执行、撤消线程。
-
进程与线程区别：
（1）地址空间和其它资源（如打开文件）：进程间相互独立，同一进程的各线程间共享。某进程内的线程在其它进程不可见。
（2）通信：进程间通信IPC，线程间可以直接读写进程数据段（如全局变量）来进行通信——需要进程同步和互斥手段的辅助，以保证数据的一致性。
（3）调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。
（4）在多线程OS中，进程不是一个可执行的实体。
