《信息安全系统设计与实现》第四周学习笔记

第七章

文件操作级别

硬件级别

fdisk
mkfs
fsck
碎片整理

操作系统内核中的文件系统函数

系统调用

I/O库函数

用户命令

sh脚本

文件I/O操作

低级别文件操作

分区

Command (m for help): m ---输出帮助信息
Command action
a toggle a bootable flag ---设置启动分区
b edit bsd disklabel ---编辑分区标签
c toggle the dos compatibility flag
d delete a partition --删除一个分区
l list known partition types --列出分区类型
m print this menu --帮助
n add a new partition --建立一个新的分区
o create a new empty DOS partition table --创建一个新的空白DOS分区表
p print the partition table ---打印分区表
q quit without saving changes ---退出不保存设置
s create a new empty Sun disklabel ---
t change a partition's system id ---改变分区的ID
u change display/entry units ---改变显示的单位
v verify the partition table ---检查验证分区表
w write table to disk and exit ---保存分区表
x extra functionality (experts only)

格式划分区

挂载分区

dd if=/dev/zero of =vdisk bs=1024 count=32768
losetup -o $(expr 2048 \* 512) --sizelimit $(expr 65535\* 512) /dev/loop1 vdisk

第八章

系统调用

系统调用手册页

man 2 stat
man 2 open
man 2 read

使用系统调用进行文件操作

#include<stdio.h>
#include<errno.h>
int main()
{
	char buf[256],*s;
	int r;
	r = mkdir("newdir",0766);	//mkdir syscall
	if(r<0)
		printf("error=%d : %s\n",errno,strerror(errno));
	r = chdir("newdir");	//cd into newdir
	s = getcwd(buf,256);	//get CWD string int buf[]
	printf("CWD = %s\n",s);
}

常用的系统调用

open：打开一个文件进行读、写、追加

int open(char *file, int flags, int mode);

close：关闭打开的文件描述符

int close(int fd);

read：读取打开的文件描述符

int read(int fd, char buf[], int count);

write：写入打开的文件描述符

int write(int fd, char buf[], int count);

dup：将文件描述符复制到可用的最小描述符编号中

int dup(int oldfd);

dup2：将oldfd复制到newfd中，如果文件链接数为0，则删除文件

int dup2(int oldfd, int newfd);

link：将新文件硬链接到旧文件

int link(char *oldPath, char *newPath);

unlink：取消某个文件的链接；如果文件链接数为0，则删除文件

int unlink(char *pathname);

symlink：创建一个符号链接

int symlink(char *target, char *newpath);

readlink：读取符号链接文件的内容

int readlink(char *path, char *buf, int bufsize);

umask：设置文件创建掩码；文件权限为(mask & ~umask)

int umask(int umask);

mknod：创建特殊文件

int mknod(char *path,int mode,int device)

链接文件

硬链接文件

ln oldpath newpath

对应系统调用：link(char *oldpath,char *newpath)
减少文件链接数：unlink(char *pathname)

符号链接文件

ln -s oldpath newpath

创建符号链接或软链接

symlink(char *oldpath,char *newpath)

问题：软链接和硬链接到底有什么区别？
ChatGPT

stat系统调用

stat文件状态

stat结构体

stat与文件索引节点

每个索引节点在存储设备上都有唯一的索引节点编号（ino）。每个设备都由一对设备号标识，例如0x0302表示/dev/hda2等

文件类型和权限

st_mode：第一个字母表示文件类型，后面9个字符基于权限位，如果位是1，每个字符打印为r|w|x；如果位是0，则打印-。x位表示是否允许访问目录。

opendir-readdir函数

头文件：#include<dirent.h>
具体实现：

struct dirent
{
　　long d_ino; /* inode number 索引节点号 */  
　　off_t d_off; /* offset to this dirent 在目录文件中的偏移 */  
　　unsigned short d_reclen; /* length of this d_name 文件名长 */  
　　unsigned char d_type; /* the type of d_name 文件类型 */  
　　char d_name [NAME_MAX+1]; /* file name (null-terminated) 文件名，最长255字符 */
}

readlink函数

int readlink(char *pathname,char buf[],int bufsize);
将符号链接文件的内容复制到bufsize的buf[]中，并将实际复制的字节数返回。

ls程序

部分代码：

void printDir(const char* d_name)
{
	struct stat statBuf;
	char mode[11];
	char uidName[10];
	char gidName[10];
	char lastChgStatTime[30];

	memset(mode, 0, 11);
	memset(uidName, 0, 10);
	memset(gidName, 0, 10);
	memset(lastChgStatTime, 0, 30);

	if(printall != 1){
		if((strcmp(d_name, ".") == 0) || (strcmp(d_name, "..") == 0)){
			return;
		}
	
		if(d_name[0] == '.'){
			return;
		}
	}


	if(0 == lstat(d_name, &statBuf)){		

		if(printdetail != 1){
			printf("%-s\n", d_name);					
		}else{
			/*获取rwxrwxrwx形式的访问权限表示*/
			mode2string(statBuf.st_mode, mode);

			/*获取uid,gid对应的名称*/
			strncpy(uidName, uid2name(statBuf.st_uid), strlen(uid2name(statBuf.st_uid)));
			strncpy(gidName, gid2name(statBuf.st_gid), strlen(gid2name(statBuf.st_gid)));

			/*time_t转为可读字符串*/
			strncpy(lastChgStatTime, time2string(statBuf.st_ctime), strlen(time2string(statBuf.st_ctime)));
			
			/*文件信息打印，没有把struct stat中的信息全部打印*/
			printf("%-10s ", mode);						
			printf("%3d ", statBuf.st_nlink);			
			printf("%s ", uidName);					
			printf("%s ", gidName);						
			printf("%10dB ", statBuf.st_size);			
			printf("%s ", lastChgStatTime);				
			printf("%-s\n", d_name);					
}

	}else{
		err_sys("cant't get attribute");
	}
}

open-close-lseek系统调用

上面涉及过，在此不做详细叙述

read()系统调用

将n个字节从打开的文件描述符读入用户空间中的buf[] 返回值是实际读取的字节数，read失败返回-1

write()系统调用

将n个字节从用户空间中的buf[]写入文件描述符，必须打开该文件描述符进行写，读写或追加

实践

使用系统调用递归复制文件
代码已托管

int copy(char *read_dir_path, char *write_dir_path)  
{  
    DIR * p_dir;  
    struct dirent * p_dirent;  
  
      
    char read_buf[256];  
    char write_buf[256];  
  
    sprintf(read_buf,"%s/", read_dir_path);  
    sprintf(write_buf,"%s/",write_dir_path);  
  
    strcat(read_dir_path,"/");  
    if( Is_dir(read_buf) )  
    {  
        //mkdir   
        if(mkdir(write_buf, 0755) < 0)  
        {  
            printf("mkdir fall:%s\n", strerror(errno));  
            return -1;  
        }  
  
  
        //opendir and readdir   
  
        if((p_dir = opendir(read_buf)) == NULL )  
        {  
            printf("Usage:cp -r <src_dir> <dat_dir> error:%s\n",strerror(errno));  
            return -1;  
        }  
  
        while((p_dirent=readdir(p_dir)) != NULL)  
        {  
            char read_buffer[256];  
            char write_buffer[256];  
            sprintf(read_buffer,"%s%s", read_buf, p_dirent->d_name);  
            sprintf(write_buffer,"%s%s", write_buf, p_dirent->d_name);  
  
            printf("%s\n%s\n",read_buffer,write_buffer);  
  
            //it is a directory   
            if( Is_dir(read_buffer) && 0 != strcmp(p_dirent->d_name, ".") && 0 != strcmp(p_dirent->d_name, "..") )  
            {  
                  
                copy_r(read_buffer, write_buffer);  
            }  
  
            else if(0 != strcmp(p_dirent->d_name, ".") && 0 != strcmp(p_dirent->d_name, ".."))  
            {  
                //copy file   
                if( file_copy_line(read_buffer, write_buffer) < 0 )  
                    return 0;  
            }  
  
  
        }  
  
        closedir(p_dir);  
  
    }  

}