2018-2019 20165215 《信息安全系统设计基础》第六周学习总结

2018-2019 20165215 《信息安全系统设计基础》第六周学习总结

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Linux系统调用学习

操作系统(Operating System，简称OS)完成的工作比喻为两个角色：服务生和管家婆

• 管家婆：
  • 通过「文件」对I/O设备进行了抽象
  • 通过「虚存」对主存和I/O设备进行了抽象
  • 通过「进程」对CPU、主存和I/O设备进行了抽象
• 服务生：
  • GUI：为小白用户提供服务,你只会用鼠标就可以使用操作系统
  • Shell: 为高级用户提供服务，你要记忆系统命令，更多通过键盘使用操作系统
  • 系统调用：为专业用户程序员提供服务，你可以创建自己的工具让大家更好的使用操作系统

两个重要命令：

• man -k key1|grep key2|...根据关键字检索系统调用
• grep -nr XXXX /usr/incldue查找相关的宏定义，结构体定义，类型定义等

其它知识点

• man -k +函数名搜索函数信息
• man +数字+函数查到相关的命令和函数
• cat+文件名称查看文本文件内容
• od +文件名称查看二进制文件内容
• 在SEE ALSO中得到相关系统调用的信息

使用c语言实现who命令：

系统级I/O

• 输入/输出（I/O)是在主存和外部设备之间复制数据的过程
• 文本文件是只含有ASCII或Unicode字符的普通文件；二进制文件是所有其他的文件。对内核而言，文本文件和二进制文件没有区别
• 调用open函数来打开一个已存在的文件或者创建一个新文件的

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int open(char *filename, int falgs, mode_t mode); 
/*  成功则返回新文件描述符，出错返回-1；
    char *filename：函数将filename转换为一个文件描述符，并返回描述符数字；返回的描述符总是在进程中当前没有打开的最小描述符；
    int flags：指明进程打算如何访问这个文件；
    mode_t mode：指定了新文件的访问权限位。
*/

• 调用close函数关闭一个打开的文件

#include <unistd.h>

int close(int fd);
/*  成功则返回0，出错则为-1。 */

• 通过分别调用read和write函数来执行输入和输出

#include <unistd.h>

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t n);
/* 成功则返回读的字节数，若EOF则为0，若出错则为-1。  */

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t n);
/*  成功则返回写的字节数，若出错则为-1。  */

• 在x86-64系统中，size_t被定义为un-signed long,而ssize_t被定义为long
• 内核用描述符表、文件表和v-node表这三个相关的数据结构来表示打开的文件；程序刚刚启动的时候，0是标准输入，1是标准输出，2是标准错误，如果此时去打开一个新的文件，它的文件描述符会是3；不同的文件描述符也会指向同一个文件

• 重定向的两种方式：
  • linux>ls>foo.txt使得shell加载和执行ls程序，将标准输出重定向到磁盘文件foo.txt
  • 使用dup2函数，复制描述符表表项oldfd到描述符表表项newfd,覆盖描述符表表项newfd

  #include<unistd.h>
  
  int dup2(int oldfd,int newfd);
  /*返回，若成功则为非负的描述符，若出错则为-1*/
  

head,tail的使用

通过man head和man tail查询可知head、tail的作用分别是显示一个文件的前十行和后十行

一、伪代码：

• head

void main( ){
   计数标志 count=0;
    循环按字符读入文件
    {
        输出字符; 
        if(读入字符为回车符){cout++;}
        if(count==10){退出循环}
    }
}

• tail

void main(){
    统计文件总行数n;
    计数标志 count=0
    循环按字符读入文件
    {
       if(读入字符为回车符){cout++;}
       if(count>=n-10){
           输出字符
       }
    }
}

二、产品代码

• head

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc,char *argv[])
{

    int count=0;
    char ch;
    int fd=0;

    fd=open(argv[argc-1],O_RDONLY,0);  
    if(fd==-1){printf("Error!\n");exit(1);}

    while(read(fd,&ch,1)!=0)
    {
        putchar(ch); 
        if(ch == '\n'){count++;}
        if(count == 10){break;}
    }

    close(fd);

    return 0;
}

• tail

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int  ct(int fd)
{
    int count=0;
    char c;
    while(read(fd,&c,1)!=0)
    {
       if(c == '\n')
        count++;
    }
    return count;
}
void mh(int fd,int n)
{
    int count=0;
    char c;
    while (read(fd, &c, 1)!=0) {
           if (c=='\n') {
           count++;
           }
           if (count>=n-10) {
           putchar(c);
           }
    }
}
int main()
{
    int fd=0,ft=0;
    int count;
    fd=open("aaa.txt",O_RDONLY);
    count=ct(fd);
    close(fd);
    ft=open("aaa.txt",O_RDONLY);
    mh(fd,count);
    close(ft);
    return 0;
}

运行截图：