2018-2019-1 20165306 《信息安全系统设计基础》第七周学习总结

2018-2019-1 20165306 《信息安全系统设计基础》第七周学习总结

异常及其种类

• 异常是异常控制流的一种形式，它一部分由硬件实现，一部分由操作系统实现。异常就是控制流中的突变，用来响应处理器状态中的某些变化。

• 异常可以分为四类：中断、陷阱、故障、终止。

• 陷阱最重要的用途是在用户程序和内核之间提供一个像过程一样的接口，叫做系统调用。

• C程序用syscall函数可以直接调用任何系统调用。在x86-64系统上，系统调用是通过一条称为syscall的陷阱指令来提供的。

进程和并发

• 进程提供给应用程序的关键抽象：

  - 一个独立的逻辑控制流，它提供一个假象，好像我们的程序独占地使用处理器。
  
  - 一个私有的地址空间，它提供一个假象，好像我们的程序独占地使用内存系统。
  

• 一个逻辑流的执行在时间上与另一个流重叠，称为并发流。多个流并发地执行的一般现象被称为 并发 ，一个进程和其他进程轮流运行的概念称为 多任务 ，一个进程执行它的控制流的一部分的每一时间段叫做 时间片 ，多任务也叫做 时间分片 。

• 并发流：两个流在时间上重叠，即使它们是运行在同一个处理器上；

  并行流：是并发流的一个真子集，如果两个流并发地运行在 不同的 处理器核或者计算机上。

• 地址空间底部是保留给用户程序的，包括通常的代码、数据、堆和栈段。

  代码段总是从地址0x400000开始。地址空间顶部保留给内核。

  地址空间的这个部分包含内核在代表进程执行指令时使用的代码、数据和栈。

• 用户程序必须通过系统调用接口间接地访问内核代码和数据。

• 调度是由内核中称为调度器的代码处理的。在内核调度了一个新的进程运行后，它就抢占当前进程，并使用一种称为上下文切换的机制来将控制转移到新的进程。
  - 1.保存当前进程的上下文，
  - 2.恢复某个先前被抢占的进程被保存的上下文，
  - 3.将控制传递给这个新恢复的进程。

进程创建和控制的系统调用及函数

getpid和getppid

每个进程都有一个唯一的正数（非零）进程ID（PID）.getpid函数返回调用进程的PID。getppid函数返回它的父进程的PID（创建调用进程的进程）。getpid和getppid函数返回一个类型为pid_t的整数值，在Linux系统上它在types.h中被定义为int。

exit

• 从程序员的角度，我们可以认为进程总是处于下面三种状态之一：运行、停止、终止。
• 进程会因为三种原因终止：1.收到一个信号，该信号的默认行为是终止进程，2.从主程序返回，3.调用exit函数。
• exit函数以status退出状态来终止进程。

wait

调用wait(&status)等价于调用waitpid(-1,&status,0)。

fork

• 调用一次，返回两次。一次返回到父进程，一次返回到新创建的子进程。
• 并发执行。父进程和子进程是并发运行的独立进程。
• 相同但是独立的地址空间。
• 共享文件。

exec

• 在使用exec函数族时，一定要加上错误判断语句。因为exec很容易执行失败，其中最常见的原因有：

  - 找不到文件或路径，此时errno被设置为ENOENT。
  - 数组argv和envp忘记用NULL结束，此时errno被设置为EFAULT。
  - 没有对用可执行文件的运行权限，此时errno被设置为EACCES。
  

数组指针、指针数组、函数指针、指针函数的区别

• 数组指针是一个指针，该指针指向的是一个数组；

• 指针数组是一个数组，数组的元素保存的是指针；

• 函数指针是一个指针，该指针指向一个函数；

• 指针函数是一个函数，该函数返回的是一个指针。

参考资料

信号机制

• 进程组：每个进程都只属于一个进程组，进程组是由一个正整数进程组ID来标识的。getpgrp函数返回当前进程的进程组ID。默认地，一个子进程和它的父进程同属于一个进程组。一个进程可以通过使用setpgid来改变自己或者其他进程的进程组。

• /bin/kill 程序可以向另外的进程发送任意的信号。

• 在任何时刻，至多只有一个前台作业和0个或多个后台作业。

• 进程通过调用kill函数发送信号给其他进程（包括它们自己）。

• 进程可以通过用alarm函数向它自己发送SIGALRM信号。

管道和I/O重定向

• 管道可以把一个进程的标准输出流与另一个进程的标准输入流连接起来。bash中用“|”在两个命令之间创建管道。

• Linux中，对系统进行操作时，就需要I/O设备与系统产生交互，同时会产生三种数据，标准输入(0)、标准输出(1)、标准错误(2)。其中标准输入(stdin)默认接受来自键盘的输入，标准输出(stdout)和标准错误(stderr)默认向终端窗口输出，改变默认输出和出入的位置，就是I/O重定向。

参考资料1

参考资料2

参考资料3

两个重要命令

man -k key1 | grep key2| grep 2 根据关键字检索系统调用，grep -nr XXX /usr/include 查找宏定义，类型定义

• 输入man 2 intro

• 输入man 2 syscalls

• Linux中的头文件都在/usr/include目录里

• who命令