20165232《信息安全系统设计基础》第六周学习总结

20165232《信息安全系统设计基础》第六周学习总结

教材内容总结--系统级I/O

10.1 UnixI/O

• Linux内核引出一个简单，低级的应用接口（Unix I/O），所有的输入和输出都能以一种统一一致的方式执行。
• 输入输出的执行方式

1. 打开文件

描述符：内核打开文件时返回的一个小的非负整数
2. 每个进程开始时都有三个打开的文件

• 标准输入（描述符为0）
• 标准输出（描述符为1）
• 标准错误（描述符为2）

3. 改变当前的文件位置

对每一个打开的文件，内核保持着一个文件位置k，seek操作能够设置文件的当前位置为k
4. 读写文件
5. 关闭文件

10.2 文件

• 普通文件中文本文件每一行都是一个字符序列，以 结束，新行符与ASCII的换行符一样，数字值为0x0a
• 目录：每个目录至少含有两个条目，.是到该目录自身的连接，..是到父目录的链接。
• 套接字：用来与另一个进程进行跨网络通信的文件
  
• 路径名：是一个字符串，包括一个可选斜杠后跟文件名

1. 绝对路径名：在图中hello.c的绝对路径名为/home/droh/hello.c
2. 相对路径名：若/home/droh是当前目录，则./hello.c，若/home/bryant是当前目录，则../home/dorh/hello.c

10.3 打开和关闭文件

• open函数：将filename转换为一个文件描述符，并且返回描述符数字。返回的描述符总是在进程中当前没有打开的最小描述符。

1. O_RDONLY只读
2. O_WEONLY 只写
3. O_RDWR 可读可写
4. O_CREAT 创建
5. O_TRUNC 截断
6. O_APPEND设置到结尾

• mode参数：指定了新文件的访问权限位。

10.4 读和写文件

• 应用程序通过调用read和write来执行输入和输出，在某些情况下，read和write传送的字节比应用程序要求的少，出现这样情况的原因有

1. 读时遇到EOF。
2. 从终端读文本行。
3. 读和写网络套接字。

10.5 RIO

• RIO的无缓冲的输入输出函数

#include "csapp.h"
 ssize_t rio_readn(int fd,void *usrbuf,size_t n);
 ssize_t rio_writen(int fd,void *usrbuf,size_t n);

• RIO的带缓冲的输入函数

#include "csapp.h"
 void rio_readinitb(rio_t *rp,int fd);
 ssize_t rio_readlineb(rio_t *rp,void *usrbuf,size_t maxlen);
 ssize_t rio_readnb(rio_t *rp,void *usrbuf,size_t n);

• RIO读程序的核心是rio_read函数
• rio_read函数和linux_read函数有同样的语义，出错时返回值-1，并适当的设置errno。在EOF时，返回值0。

10.6 读取文件元数据

• stat函数以一个文件名作为输入，fstat以文件描述符作为输入。
• 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。

10.7 读取目录内容

• 应用程序可以用readdir系列函数读取目录内容
• 每次对readdir的调用反悔的都是指向流dirp中下一个目录的指针。

10.8 共享文件

• 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：打开文件的所有的进程共享这张表，包括文件位置、引用计数、一个指向v-node表中对应表项的指针。
• v-node表：所有的进程共享这张v-node表，每个表项包含stat结构中的大多数信息，包括st_mode和st_size成员。

10.9 I/O重定向

linux>ls>foo.txt

将标准输出重定向到磁盘文件foo.txt。

int dup2(int oldfd,int newfd)

复制描述符表项oldfd到描述符表表项newfd，覆盖描述符表项newfd以前的内容。如果newfd已经打开了，dup2会在复制oldfd之前关闭newfd。