《信息安全系统设计与实现》第一周学习笔记

第一章 引言

• 关于本书

  • 本书是一部研究Unix/Linux系统编程的专注

• 系统编程的作用

  • 系统编程是计算机科学和计算机工程教育不可或缺的一部分

• 本书目标

  • 强化学生变成背景知识

  • 动态数据结构的应用

  • 进程概念和进程管理

  • 并发编程

  • 定时器和定时功能

  • 信号、信号处理和进程间通信

  • 文件系统

  • TCP/IP和网络编程

• Unix

  • Unix是一种通用操作系统

  • AT&T Unix

  • Berkeley Unix

  • HP Unix

  • IBN Unix

  • Sun Unix

• Linux

  • Linux是一个类Unix系统

  • Debian Linux

  • Ubuntu Linux

  • Linux Mint

  • 基于RPM的Linux

  • Slackware Linux

• 虚拟机上的Linux

  • VirtualBox
    

  • VMware

  • 双启动Slackware和Ubuntu Linux

• Unix/Linux命令
  

• Ubuntu Linux系统管理

  • 添加新用户
    

  • 用户账户
    

  • sudo命令

第二章 编程背景

• Linux中的文本编辑器

  • vim
    命令模式：用于输入命令
    插入模式：用于输入和编辑文本
    末行模式：用于保存文件并退出
    相关命令：

    

    

  • gedit

  • emacs

    • 一款强大的文本编辑器，可在多个不同的平台上运行

• 使用emacs

  • 创建main.c文件
    

• 程序开发步骤

  • 创建源文件

  • gcc把源文件转成二进制可执行文件

    • 运行main文件，输出hello
      

  • gcc三个步骤

    • 将源文件转换为汇编代码
    • 将汇编代码转换成目标代码
    • 将目标代码转换成二进制可执行文件

  • 苏格拉底挑战：
    以下是关于程序开发步骤的苏格拉底挑战
    

    以下是关于gcc三个步骤的苏格拉底挑战
    

• 静态和动态链接

  • 动态链接

    • 可以减小每个a.out文件大小

    • 许多执行程序可以在内存中共享相同库函数

    • 修改库函数不需要重新编译源文件

• 可执行文件格式

  • 二进制可执行平面文件

    • 仅包含可执行代码和初始化数据

  • a.out可执行文件

    • 传统的a.out文件包含文件头、代码段、数据段、bss段、符号表

  • ELF可执行文件

    • 可执行的链接格式文件，包含一个或多个程序段，每个程序段均可可加载至特定的内存地址。在Linux中，默认的二进制可执行文件为ELF文件

• 程序执行过程

  • 读取a.out文件头（如TotalSize = _brk + stackSize）

  • sh从大小中分配一个内存区给执行对象

  • 放弃旧映像，开始执行新映像

  • 执行从crt0.o开始，调用main（），将argc和argv作为参数传递给main（），可以写成int main( int argc,char *argv[] ){ .... }

• 程序终止

  • 正常终止

    • 如果程序执行成功，main()最终会返回到crt0.out，调用库函数exit(0)来终止进程

  • 异常终止

    • 遇到错误，如无效地址，非法指令，越权等

    • 按下ctrl+C可以产生硬件中断

    • 使用命令kill -s signal_number pid 或者 #signal_number=1 to 31向通过pid识别的目标进程发送信号

• C语言中的函数调用

  • 32位GCC中的运行时堆栈使用情况

  • long jump

  • 64位GCC中的运行时堆栈使用情况

    • 在64位模式下，CPU寄存器扩展到rax,rbx,rcx,rdx,rbq,rsp,rsi,rdi,r8到r15，位宽都是64位

• 链接库

  • 静态链接库

    • gcc -c -fPIC mysum.c
    • gcc -shared -o libmylib.so mysum.o
    • gcc t.c -L. -lmylib
    • a.out

  • 动态链接库

    • gcc -c mysum.c
    • ar rcs libmylib.a mysum.o
    • gcc -static t.c -L. -lmylib
    • a.out

  • 上述两种情况如果链接库不在当前目录中，只需要更改-L.选项，设置LD_LABRARY_PATH，以包含链接库的目录

• markfile

  • make是一个程序，按顺序读取makefile或Makefile。

• CDB调试工具

  • GDB是由GNU开源组织发布的一款强大的UNIX程序调试工具。

  • GDB的启动方式

    • gdb
    • gdb test.out
    • gdb test.out core

遇到的问题

• 查看用户界面没有显示用户名。
• 解决办法：上网找另一个代码尝试，换了代码后，显示用户名。