20145330 《信息安全系统设计基础》第9周学习总结

20145330 《信息安全系统设计基础》第9周学习总结

教材学习内容总结

输入/输出（I/O)是在主存和外部设备（如磁盘驱动器、终端和网络）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，而输出操作是从主存拷贝数据到I/O设备。

10.1 Unix I/O

• 打开文件
  • 一个应用程序通过要求内核打开相应的文件
    • 描述符：内核返回一个小的非负整数
      • 定义常量：
        • STDIN_FILENO(描述符为0）
        • STDOUT_FILENO（描述符为1）
        • STDERR_FILENO（描述符为2）
  • 改变当前的文件位置
    • 对于每个打开的文件，内核保持着一个文件位置k，初始为0
    • 应用程序能够通过执行seek操作显示设置文件的当前位置为k
  • 读写文件
    • 一个读操作就是从文件拷贝n>0个字节到存储器，从当前文件位置k开始，然后将k增加到k+n
    • 写操作就是从存储器拷贝n>0个字节到一个文件，从当前文件k开始，然后更新k
  • 关闭文件
    • 当应用完成了对文件的访问之后，他就通知内核关闭这个文件。

10.2打开和关闭文件

• 打开文件：int open(char *filename, int flags, mode_t mode);
  • flags参数指明了进程打算如何访问这个文件：
    • O_RDONLY:只读
    • O_WRONLY:只写
    • O_RDWR:可读可写
  • flags参数也可以是一个或者更多位掩码的或：
    • O_CREAT:如果文件不存在，就创建它的一个截断的文件
    • O_TRUNC:如果文件已存在，就截断它
    • O_APPEND:在每次写操作前，设置文件的位置到文件的结尾处
  • mode参数指定了新文件的访问权限位，符号名字见书P598
  • 习题10.1
• 关闭文件
  • int close(int fd)；

10.3读和写文件

• 应用程序是通过分别调用read和write函数来执行输入和输出的：
  • ssize_t read(int fd,void *buf, size_t n);
  • ssize_t write(int fd, const void *buf,size_t n);
• 某些情况下，read和write传送的字节比应用程序要求的要少，原因如下：
  • 读时遇到EOF（end of file)
  • 从终端读文本行
  • 读和写网络套接字

10.4 用RIO包健壮地读写

• RIO包：健壮的包，会自动为你处理之前所述的不足值
• RIO提供两种不同函数
  • 无缓冲的输入输出函数：这些函数直接在存储器和文件之间传送数据
    • 通过调用rio_readn和writen函数
    • 如果rio_readn和writen函数被一个从应用信号处理程序的返回中断，那么每个函数都会手动重启rio_readn或writen
  • 带缓冲的输入函数：这些函数允许你高效的从文件中读取文本行和二进制数据
    • 调用一个包装函数rio_readlineb,它从一个内部读缓冲区拷贝一个文本行，当缓冲区变空时，会自动地调用read重新填满缓冲区
    • 每打开一个描述符都会调用一次rio_readinitb函数
    • 对同一描述符，对rio_readlineb和rio_readnb的调用可以交叉进行，对这些带缓冲的函数的调用却不应和无缓冲的rio_readn函数交叉使用

10.5 读取文件元数据

• 应用程序能够通过调用stat和fstat函数，检索到关于文件的信息：元数据
  • stat函数以一个文件名作为输入
  • fstat函数以文件描述符作为输入
• stat数据结构中的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
• 对于内核文本文件和二进制文件毫无区别

10.6 共享文件

• 内核用三个相关的数据结构来表示打开的文件：
  • 描述符表：每个进程都它独立的描述符表，每个打来的描述符表指向文件表中的一个表项
  • 文件表：打开文件的集合是由一张文件表来表示的，所有的进程共享这张表
  • v-node表:所有进程共享，每个表项包含stat结构中的大多数信息
• 通过不同的打开文件表表项来引用两个不同的文件《没有共享文件，每个描述符对应一个不同的文件
• 多个描述符也可以通过不同的文件表表项来引用同一个文件
• 父子进程共享文件
• 习题10.2 10.3

10.7 I/O重定向

• 使用dup2函数
  • int dup2(int oldfd,int newfd);
  • dup2函数拷贝描述符表表项oldfd到描述符表表项newfd
• 习题10.4 10.5

10.8 标准I/O

• 标准I/O库将一个打开的文件模型化为一个流，一个流就是一个指向FILE类型的结构的指针
• ANSI C程序开始时有三个打开的流：标准输入stdin、标准输出stdout和标准错误stderr
• 类型为FILE的流是对文件描述符和流缓冲区的抽象

10.9综合

• 标准I/O函数是磁盘和终端设备I/O之选
• 标准I/O流限制
• 跟在输出函数之后的输入函数：在每个输入操作前刷新缓冲区

附录A：错误处理

• Unix系统中的错误处理
  • Unix风格
  • Posix风格
  • DNS风格
• 错误处理包装函数

教材学习中的问题和解决过程

问题:

• 习题10.5：read(fd1,&c,1)读取为何是o
• 解决方法：在学过重定向后知道dup2(fd2,fd1)是将fd1重定向到了fd2，想着fd1fd2是打开了各自的文件所以输出也应该是f，后来发现虽然思路如此但是在重定向之前read(fd2,&c,1),已经读取了fd2的第一位，所以输出为o

关于grep -nr xxx /usr/include 命令的使用

grep -nr 这条语句可以用来查找关键字，全文搜索，并且可以直接查找文件内的内容

使用man -k sort | grep 3，可以更好的找到qsort

代码调试中的问题和解决过程

这次git输入相应网址时总是失败，再重启多次进行后终于成功

本周代码托管截图

• 代码连接：https://git.oschina.net/20145330swx/Linux/tree/master
  

• 代码行数统计：
  

感悟与思考

这周主要是对代码的理解，教材中有大量的代码，需要进行自己运行加深理解。但这回上传代码四遇到了点问题，之前都可以直接一次成功，这回却试了很多次，也让我明白考虑问题与准备都要全方面，之前没有问题不代表每次都会成功，各个方面否要考虑。

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	200/200	2/2	20/20
第二周	300/500	2/4	18/38
第三周	500/1000	3/7	22/60
第四周	300/1300	2/9	30/90
第五周	50/1350	2/11	20/120
第六周	100/1450	1/12	20/140
第七周	50/1500	1/13	20/160
第八周	000/1500	2/15	30/190
第九周	50/1550	2/17	30/220