20145211《信息安全系统设计基础》第十二周学习总结

20145211《信息安全系统设计基础》第十二周学习总结——世界以痛吻我，我报以暖歌

教材学习内容总结

视频学习内容总结

指针与声明

  • C语言中变量的声明包括两个部分：
    • 类型
    • 声明符
  • 对于简单类型，声明并不会对代码产生多大的阅读障碍，而对于复杂类型的识别，可以采用右左右左法进行判断。

指针数组与数组指针

 

  • 数组指针（也称行指针）

　　　定义 int (*p)[n];
　　　()优先级高，首先说明p是一个指针，指向一个整型的一维数组，这个一维数组的长度是n，也可以说是p的步长。也就是说执行p+1时，p要跨过n个整型数据的长度。

如要将二维数组赋给一指针，应这样赋值：
int a[3][4];
int (*p)[4]; //该语句是定义一个数组指针，指向含4个元素的一维数组。
 p=a;        //将该二维数组的首地址赋给p，也就是a[0]或&a[0][0]
 p++;       //该语句执行过后，也就是p=p+1;p跨过行a[0][]指向了行a[1][]

所以数组指针也称指向一维数组的指针，亦称行指针。

  • 指针数组


　　定义 int *p[n];
　　[]优先级高，先与p结合成为一个数组，再由int*说明这是一个整型指针数组，它有n个指针类型的数组元素。这里执行p+1时，则p指向下一个数组元素，这样赋值是错误的：p=a；因为p是个不可知的表示，只存在p[0]、p[1]、p[2]...p[n-1],而且它们分别是指针变量可以用来存放变量地址。但可以这样 *p=a; 这里*p表示指针数组第一个元素的值，a的首地址的值。
如要将二维数组赋给一指针数组:
　　int *p[3];
　　int a[3][4];
　　p++; //该语句表示p数组指向下一个数组元素。注：此数组每一个元素都是一个指针
　　for(i=0;i<3;i++)
　　p[i]=a[i]
　　这里int *p[3] 表示一个一维数组内存放着三个指针变量，分别是p[0]、p[1]、p[2]
所以要分别赋值。

　　这样两者的区别就豁然开朗了，数组指针只是一个指针变量，似乎是C语言里专门用来指向二维数组的，它占有内存中一个指针的存储空间。指针数组是多个指针变量，以数组形式存在内存当中，占有多个指针的存储空间。
　　还需要说明的一点就是，同时用来指向二维数组时，其引用和用数组名引用都是一样的。
比如要表示数组中i行j列一个元素：
　　*(p[i]+j)、*(*(p+i)+j)、(*(p+i))[j]、p[i][j]

　　优先级：()>[]>*

 

右左右左法

  • 具体方法：
    • 从变量名开始，先右再左地，交替地一个一个向外看，在纸上写下：“变量是”
    • 若向右遇到左圆括号，在纸上写下：“函数，参数是”，并用同样的方法处理括号中每一个参数——在纸上写下：“返回”
    • 若向右遇到方括号，在纸上写下：“数组，长度为{方括号的内容}，元素类型为”
    • 若向右遇到右圆括号，什么也不做
    • 若向左遇到*，在纸上写下：“指针，指向”
    • 若向左遇到任何类型，在纸上写下对应的类型名
  • 举例说明：分析void *(*(*fp1)(int))[10]
    • 从fp1开始——fp1是
    • 向右，遇到右括号，什么也不做
    • 向左，遇到*——指针，指向
    • 向右，遇到左圆括号——函数，参数是int，返回
    • 向左，遇到*——指针，指向
    • 向右，遇到左方括号——数组，长度为10，元素类型为
    • 向左，遇到*——指针，指向
    • 向右，已经到声明结尾，什么也不做
    • 向左，遇到void——void
  • 结果是：fp1是 指针，指向 函数，参数是int，返回指针，指向数组，长度为10，元素类型为 指针，指向 void

个人思考

　　发现一个方法：对复杂的声明，可以看做是成语接龙。。虽然比较啰嗦，但不会出错。。
以 char (*(*x[3])())[5]为例
　　接龙如下：

 

  • step1:

(*x[3]) x是一个大小为3的数组，数组元素是指针

  • step2:

(*x[3])() x是一个大小为3的数组，数组元素是指针，指针指向一个函数

  • step3：(*(*x[3])())

x是一个大小为3的数组，数组元素是指针，指针指向一个函数，该函数返回一个指针

  • step4：char(*(*x[3])())[5]x是一个大小为3的数组，数组元素是指针，指针指向一个函数，函数返回一个指针,这个指针指向一个大小为5的char数组
  • step5：x是具有三个数组元素、数组元素为指针且指向一个参数类型为空、返回值为指向包含5个元素的char 数组指针函数的 数组。

信号的产生

  • 由用户产生，如：Ctrl+C产生SIGINT信号等，可以通过stty -a查看哪些按键可以产生信号
  • 由硬件产生，如：当前进程执行了除以0的指令
  • 由进程发送，如：可在shell进程下，使用命令 kill -信号标号 PID，向指定进程发送信号。
  • 由内核产生，如：闹钟超时产生SIGALRM信号。

信号的处理

  • 信号是由操作系统来处理的，说明信号的处理在内核态。信号不一定会立即被处理，此时会储存在信号的信号表中。

  • 处理过程示意图：

  • 信号的三种处理方式：
    • 忽略
    • 默认处理方式：操作系统设定的默认处理方式
    • 自定义信号处理方式：可自定义信号处理函数

捕捉信号

  • 利用命令man -k signal进行检索相关函数：

  • sigdemo1.c运行结果如下图所示：

  • 分析：signal函数每次设置具体的信号处理函数(非SIG_IGN)只能生效一次,每次在进程响应处理信号时，随即将信号处理函数恢复为默认处理方式

忽略信号

  • sigdemo2.c运行结果如下图所示：

  • 查看SIG_IGN宏变量：

  • 由图可知，SIG_IGN是忽略信号的处理程序，表示无返回值的函数指针，指针值为1

默认信号

  • 查看SIG_DFL宏变量：

  • 由图可知，SIG_DFL是默认信号的处理程序，表示无返回值的函数指针，指针值为0

  • sigdemo2.c代码如下所示：

#include <stdio.h>
#include <signal.h>

main()
{
    signal( SIGINT,SIG_IGN );
    
    printf("you can't stop me!\n");
    while(1)
    {
        sleep(1);
        printf("haha\n");
    }
}

  • 如果把SIG_IGN改成SIG_DFL时，运行结果变成如下所示：

  • 分析：SIG_IGN是忽略信号，也就是当键盘输入一个Ctrl+C中断指令时，程序会将其忽略，而改成SIG_DFL后，恢复成了默认的状态，输入中断指令后，自然程序也就中断了。

signal与sigaction

  • signal的问题：
    • 不知道信号被发送的原因
    • 信号处理过程中不能安全地阻塞其他信号
  • sigaction:
    • 在信号处理程序被调用时，系统建立的新信号屏蔽字会自动包括正被递送的信号。因此保证了在处理一个给定的信号时，如果这种信号再次发生，那么它会被阻塞到对前一个信号的处理结束为止
    • 响应函数设置后就一直有效,不会重置
  • 所以希望能用相同方式处理信号的多次出现,最好用sigaction.信号只出现并处理一次,可以用signal

实践

结合signal实现sleep()函数的功能

在linux下的C语言编程中，sleep函数可以方便地使进程按休眠一定的秒数，到了点后再自动恢复运行。然而sleep函数也是有几个过程组合而成的，其中就包括了对于linux信号的应用。

  • 系统中的每个进程都有一个私有的闹钟。这个闹钟很像一个计时器，可以设置在一定秒数后的闹钟。 时间一到，时钟就发送一个信号SIGALRM到进程。除非为SIGALRM设置了处理函数，否则信号将杀死这个进程。sleep函数由3个步骤组成：
    • 为SIGALRM设置一个处理函数；
    • 调用alarm(num_seconds);
    • pause()挂起进程。
  • 代码实现
  • 运行结果如图所示：

  • 分析：

每个进程都有一个私有闹钟，可以通过 alarm(秒数) 函数设定闹钟，到点时，私有闹钟会发送信号SIGALRM给进程。如果没有绑定自定义处理函数的话，默认的操作是杀死进程。显然在sleep函数的实现中，安排了一个自定义函数，且这个函数没有内容，只是防止进程关闭而已。

心得体会

昨天是国际残疾人日。史铁生说，残疾无非是一种局限。然而，人生从来不会设限，因为被命运多咬一口的苹果，依旧芬芳四溢。既然这样，那纵然世界以痛吻我，我也要报以暖歌。

加分项目

实践：GDB调试汇编堆栈过程分析（补第五周实验楼分析）

VS:VS2015下静态库动态库制作以及调试等(上周就开始写了，操作了两周。。效率不高。。) 

学习进度条

 

 代码行数（新增/累积）博客量（新增/累积）学习时间（新增/累积）重要成长
目标 5000行 30篇 400小时  
第一周 120/200 1/2 16/16 学习Linux核心命令
第二周 100/200 1/3 30/46 学习vim，gcc以及gdb的基本操作
第三周 30/230 1/4 15/61 对信息的表示和处理有更深入的理解
第四周 30/260 1/5 22/83 双系统的探索
第五周 130/390 1/6 25/108 汇编的深入学习
第六周 60/450 1/7 25/133 熟悉了Y86模拟器
第七周 60/510 2/9 20/153 掌握局部性原理
第八周 0/510 2/11 16/169 期中总结
第九周 132/642 1/12 21/190 深入理解系统级I/O
第十周 132/642 1/13 20/210 对常用指令代码进行深入理解
第十一周 1003/1645 1/14 26/236 对系统调用有了更深的认识
第十二周 50/1695 3/17 20/256 深入学习前几章代码并思考

 

参考资料

posted @ 2016-12-04 16:00  20145211  Views(206)  Comments(6)  Edit  收藏  举报