2018-2019-1 20165330 《信息安全系统设计基础》第六周学习总结

学习目标

• 了解系统调用及错误处理方法
• 理解IO处理及文件系统
• 掌握Unix/Linux系统级I/O:open close read write seek stat
• 掌握I/O重定向的方法

学习内容

Linux I/O

1. Linux I/O：将设备优雅地映射为文件的方式，允许Linux内核引出一个简单、低级的应用接口
2. 输入输出执行方式：
   • 打开文件
     • 描述符：内核打开文件时返回的一个小的非负整数
   • 每个进程开始均有三个打开的文件
     • 标准输入（描述符为0）
     • 标准输出（描述符为1）
     • 标准错误（描述符为2）
   • 改变当前的文件位置
   • 读写文件
   • 关闭文件
3. 文件

   • 类型：普通文件、目录、套接字

     • 目录层次：

   • 打开和关闭文件

     • 调用open函数打开一个已存在的文件或创建一个新文件

      int open(char *filename,int flags,mode_t mode);
     

     • flags参数指明打开文件方式：
       • O_RDONLY：只读
       • O_WRONLY：只写
       • O_RDWR：可读可写
     • flags参数提供额外提示：
       • O_CREAT：文件不存在，创建一个截断（空）文件
       • O_TRUNC：文件已存在就截断它
       • O_APPEND：在每次写操作前，设置文件位置到文件的结尾处
     • 关闭文件：

       int close(fd);
     

   • 读和写文件

     • 调用read和write函数执行输入输出

      size_t read(int fd,void *buf,size_t n);
      ssize_t write(int fd,void *buf,size_t n);
     

RIO包

1. 无缓冲的输入输出函数

    #include "csapp.h"
    ssize_t rio_readn(int fd,void *usrbuf,size_t n);
    ssize_t rio_writen(int fd,void *usrbuf,size_t n);
   

2. 带缓冲的输入函数

    #include "csapp.h"
    void rio_readinitb(rio_t *rp,int fd);
    ssize_t rio_readlineb(rio_t *rp,void *usrbuf,size_t maxlen);
    ssize_t rio_readnb(rio_t *rp,void *usrbuf,size_t n);
   

3. 读取文件元数据

• 调用stat和fstat函数检索文件的信息(元数据)

   #include <unistd.h>
   #include <sys/stat.h>
   int stat(const char *filename,struct stat *buf);
   int fstat(int fd,struct stat *buf);
  

4. 读取目录内容

• 返回目录流的指针

   #include <dirent.h>
   #include <sys/stat.h>
   DIR *opendir(const char *name);
  

• 返回流dirp中下一目录项的指针

   #include <dirent.h>
   struct dirent *readdir(DIR *dirp);
  

• 关闭流并释放所有资源

   #include <dirent.h>
   int closedir(DIR *dirp);
  

I/O重定向

1. Linux shell提供了I/O重定向操作符，允许用户将磁盘文件和标准输入输出联系起来

2. 重定向到磁盘文件foo.txt：linux> ls > foo.txt

3. I/O重定向使用dup2函数工作

   #include <unistd.h>
   int dup2(int oldfd,int newfd);
   

两个重要命令

1. man -k key1 | grep key2| grep 2:根据关键字检索系统调用
   • Linux系统提供了相对比较丰富的帮助手册（man），man是manual的缩写，在日常linux系统管理中经常用到
   • 在Ubuntu下可通过man deluser查看相关帮助文档
   • man -k：根据关键字搜索联机帮助，是一种模糊搜索
   • man -f：关键字精确搜索，与-k不同，它只搜索与关键字完全匹配的帮助页
   • man -a：搜索并打开所有man中同名帮助
   • man -aw：显示所有手册文件的路径
2. grep -nr XXX /usr/include：查找宏定义，类型定义
   • grep -nr：这条语句可以用来查找关键字，全文搜索，并且可以直接查找文件内的内容
   • 查找宏 STDOUTFILENO 的值:grep -nr STDOUTFILENO /usr/include
   • 查找当前目录下.c中main函数在那个文件中：grep main .c
   • grep [options]：过滤/搜索特定字符
   • [options]主要参数：
     • -a：不要忽略二进制的数据
     • -A<显示列数>：除了显示符合范本样式的那一列之外，并显示该列之后的内容
     • -b：在显示符合范本样式的那一列之前，标示出该列第一个字符的位编号
     • -B<显示列数>：除了显示符合范本样式的那一列之外，并显示该列之前的内容
     • -c：计算符合范本样式的列数。
     • -V：显示版本信息
     • -q：不显示任何信息

ch06课下测试错题总结

• 有关磁盘操作，说法正确的是（）

A .
对磁盘扇区的访问时间包括三个部分中，传送时间最小。

B .
磁盘以字节为单位读写数据

C .
磁盘以扇区为单位读写数据

D .
读写头总处于同一柱面

正确答案：A C D 书P409

• 有关RAM的说法，正确的是（）

A .
SRAM和DRAM掉电后均无法保存里面的内容。

B .
DRAM将一个bit存在一个双稳态的存储单元中

C .
一般来说，SRAM比DRAM快

D .
SRAM常用来作高速缓存

E .
DRAM将每一个bit存储为对一个电容充电

F .
SRAM需要不断刷新

G .
DRAM被组织为二维数组而不是线性数组

正确答案： A C D E G 书P400