20145319 《信息安全系统设计基础》第九周学习总结

20145319 《信息安全系统设计基础》第九周学习总结

一 教材内容总结

Unix I/O

• I/O(输入/输出):是在主存和外部设备之间拷贝数据的过程，输入操作是从I/O设备拷贝数据到主存，输出操作是从主存拷贝数据到I/O设备
• I/O设备：网络、磁盘和终端
• Unix I/O 定义:将设备映射为文件的方式，允许Unix内核引出一个简单、低级的应用接口
• 描述符：打开文件时，内核返回一个小的非负整数（文件打开失败描述符一般返回-1）

打开和关闭文件

• open ：
  • int open(char *filename,int flags,mode_t mode)
  • 打开一个已存在的文件或者创建一个新文件
  • open函数将filename转换成一个文件描述符，返回的描述符是进程中当前没有打开的最小描述符（UNIX创建进程一般默认打开三个文件，标准输入（描述符0），标准输出（描述符1），标准错误（描述符2））
• flags参数：
  • O_RDONLY：只读
  • O_WRONLY：只写
  • O_RDWR：可读可写
• flag参数可以是一个或多个更多位掩码的或:
  • O_ CREAT：如果文件不存在，就创建它的一个截断的空文件
  • O_ TRUNC：如果文件已经存在，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
• mode参数：
  • 指定了文件的访问权限

读和写文件

• 程序通过调用read和write函数来执行输入和输出的
• read:
  • 从当前文件位置拷贝最多n个字节到存储器位置buf
• write:
  • 从存储器位置buf拷贝至多n个字节到当前文件位置
• 不足值：read和write传送的字节比应用程序要求的少
• 产生不足值的原因：
  • 读取时遇到EOF
  • 从终端读取文本行
  • 读、写网络套接字

RIO包健壮地读写

• 无缓冲的输入输出函数：函数直接在存储器和文件之间传送数据
• 有缓冲的输入输出函数：文件的内容缓存在应用级缓冲区内（线程安全）
• 带缓冲的函数，rio_readnb和rio_readlineb可以交叉进行，但是不可以和不带缓冲的rio_readn函数交叉使用

读取文件元数据

• st_size成员包含了文件的字节数大小
• st_mode成员编码了文件访问许可位和文件类型
• UNIX提供的宏指令根据st_mode成员来确定文件的类型
  • S_ISREG()： 普通文件？
  • S_ISDIR() : 目录文件？
  • S_ISSOCK(): 网络套接字？

共享文件

• 内核使用三个相关的数据结构来表示打开的文件：
  • 描述符表：每个打开的描述符表项指向文件表中的一个表项
  • 文件表：所有进程共享这张表，每个表项包括文件位置，引用计数，以及一个指向v-node表对应表项的指针
  • v-node表：所有进程共享这张表，包含stat结构中的大多数信息

I/O重定向

• Unix外壳提供了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（使用dup2函数）

二 课后练习

• 书上的代码均引用了头文件csapp.h但是这是作者自身写的头文件，需要读者自行去下载相应文件，但是也可以用其他头文件代替，我们可以通过man read知道read类函数包含在头文件<unistd.h>中,添加了相应头文件之后，依然出现了如下错误
  

表示无法识别宏O_RDONLY，通过查询之后可以知道linux中宏定义都包含在头文件<fcntl.h>中，添加该头文件即可编译成功

• linux命令cp的简单实现
  在听过娄老师对于命令who实现的讲解后，按照思路简单的尝试了cp命令的实现
  首先命令的格式应该是cp xxx xxx所以第一时间想到的就是使用MAIN函数的args参数即命令行参数来储存文件名与相应路径

• 代码如下：

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
  
    #define BUF_SIZE 1024
  
    int main(int arg1, char* arg2[]){
  
    	FILE *fp1, *fp2;
    	if(arg1<3){
    	printf("please input the filename or dir
  ");
    	exit(0);
    	}
    	fp1=fopen(arg2[1],"rt");
    	if(fp1==NULL){
    		printf("can not find the file
  ");
    		exit(0);
    	}
    	strcat(arg2[2],arg2[1]);
    	fp2=fopen(arg2[2],"wt");
    	if(fp2==NULL){
    		printf("can not find the dir
  ");
    		exit(0);
    	}
  
    	char buf[BUF_SIZE];
    	int n=1;
    	while(n>0){
    		n=fread(buf,1,BUF_SIZE,fp1);
    		fwrite(buf,1,n,fp2);
    	}
    	return 0;	
  
    }
  

• 在mytest文件夹下创建一个内容为mycp的thetest.txt文件，使用mycp之后，可见其被复制到了相应路径下
  

不过这只是一个简单实现，并没有完全实现命令cp的所有功能，例如cp test1 test2，要完成该功能，我的思路就是要对arg2[2]进行遍历，判断该字符串中是否包含‘.’以此判断其代表文件名还是文件路径，不过感觉仍然有很多问题，需要进一步实验才能完善

三 代码托管

• https://git.oschina.net/zk20145319/zk20145319

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	0/0	1/1	20/20	学习常用linux命令
第二周	100/100	1/2	20/40	学习vim,gdb等用法
第三周	100/200	1/3	15/55
第四周	0/300	0/3	10/65
第五周	100/400	1/4	15/80	重温了汇编相关知识
第六周	0/400	1/5	15/95	学习了Y86
第七周	100/500	1/6	15/110	学习了存储器相关知识
第八周	0/500	2/8	20/130	复习
第八周	150/650	2/10	15/145	学习了I/O相关知识