2017-2018-1 20155208 《信息安全系统设计基础》第四周学习总结

Posted 2020-10-10

2017-2018-1 20155208 《信息安全系统设计基础》第四周学习总结

学习任务

• 参考教材第十章内容
• 用Linux IO相关系统调用编写myod.c 用myod XXX实现Linux下od -tx -tc XXX的功能，注意XXX是文件名，通过命令行传入，不要让用户输入文件名
• 不要把代码都写入main函数中
• 要分模块，不要把代码都写入一个.c中
• 提交测试代码和运行结果截图， 提交调试过程截图，要全屏，包含自己的学号信息
• 课上上传代码到码云

Linux下od命令的学习

1、 od命令解释：

用于输出文件的八进制、十六进制或其它格式码的字节，通常用于显示或查看文件中，不能直接显示在终端的字符。 常见的文件为文本文件和二进制文件。此命令主要用来查看保存在二进制文件中的值。比如，程序可能输出大量的数据记录，每个数据是一个单精度浮点数。这些数据记录存放在一个文件中，如果想查看下这个数据，这时候od命令就派上用场了。在我看来，od命令主要用来格式化输出文件数据，即对文件中的数据进行无二义性的解释。不管是IEEE754格式的浮点数还是ASCII码，od命令都能按照需求输出它们的值。

2、参数

命令	作用
-a	此参数的效果和同时指定"-ta"参数相同。
-A<字码基数>	选择要以何种基数计算字码。
-b	此参数的效果和同时指定"-toC"参数相同。
-c	此参数的效果和同时指定"-tC"参数相同。
-d	此参数的效果和同时指定"-tu2"参数相同。
-f	此参数的效果和同时指定"-tfF"参数相同。
-h	此参数的效果和同时指定"-tx2"参数相同。
-i	此参数的效果和同时指定"-td2"参数相同。
-j<字符数目>或--skip-bytes=<字符数目>	略过设置的字符数目。
-l	此参数的效果和同时指定"-td4"参数相同。
-N<字符数目>或--read-bytes=<字符数目>	到设置的字符数目为止。
-o	此参数的效果和同时指定"-to2"参数相同。
-s<字符串字符数>或--strings=<字符串字符数>	只显示符合指定的字符数目的字符串。
-t<输出格式>或--format=<输出格式>	设置输出格式。
-v或--output-duplicates	输出时不省略重复的数据。
-w<每列字符数>或--width=<每列字符数>	设置每列的最大字符数。
-x	此参数的效果和同时指定"-h"参数相同。
--help	在线帮助。
--version	显示版本信息

实例效果：

执行下列命令：

echo abcdef g > tmp
 
 cat tmp
 
 od -b tmp

运行结果如图：

3、 用Linux IO相关系统调用编写myod.c 用myod 实现Linux下od -tx -tc ：

运行代码为:

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include"head.h"


int main(int argc,char *argv[])
{

    int i;
    int n1=0,n2=0,n3=0,n4=0;
    for(i=1;i<argc-1;i++)
    {
        switch(argv[i][2])
        {
            case ‘c‘:n1=1;break;
            case ‘x‘:n2=1;break;
            case ‘d‘:n3=1;break;
            case ‘o‘:n4=1;break;
        }
    }
    FILE *file=fopen(argv[argc-1],"r");
    if(file==NULL){printf("Error!\\n");exit(0);}
    myod(file,n1,n2,n3,n4);
    return 0;
}

#include<stdio.h>
void myod(FILE *file,int n1,int n2,int n3,int n4)
{
    char ch,line[16];
    int i;
    int j=0;
    while((ch=fgetc(file))!=EOF){
        line[j%16]=ch;
	if((j+1)%16==0){
        if(n1){for(i=0;i<16;i++)
        {
            if(line[i]==‘\\n‘)
            {printf("%5s","\\\\n");continue;}
	    if(line[i]==‘\\t‘)
            {printf("%5s","\\\\t");continue;}
            putchar(line[i]);
            putchar(‘ ‘);
            putchar(‘ ‘);
            putchar(‘ ‘);
            putchar(‘ ‘);
        }
        putchar(‘\\n‘);}
        if(n2){for(i=0;i<16;i++)
        {
            if(line[i]==‘\\n‘)
            {printf("0%-4x",‘\\n‘);continue;}
	    if(line[i]==‘\\t‘)
            {printf("0%-4x",‘\\t‘);continue;}
            printf("%-5x",line[i]);
        }
        putchar(‘\\n‘);
        }

        if(n3){for(i=0;i<16;i++)
        {
            if(line[i]==‘\\n‘)
            {printf("%-5d",‘\\n‘);continue;}
	    if(line[i]==‘\\t‘)
            {printf("%-5d",‘\\t‘);continue;}
            printf("%-5d",line[i]);
        }
        putchar(‘\\n‘);
        }
        if(n4){for(i=0;i<16;i++)
        {
            if(line[i]==‘\\n‘)
            {printf("%-5o",‘\\n‘);continue;}
	    if(line[i]==‘\\t‘)
            {printf("%-5o",‘\\t‘);continue;}
            printf("%-5o",line[i]);
        }
        putchar(‘\\n‘);
        }
        printf("下一行!\\n");
	}
	j++;

    }
}

代码编写中遇到的问题

问题： 关于char *argv的使用。

解决： 通过查找资料得知 argc是命令行总的参数个数 argv[]是argc个参数，其中第0个参数是程序的全名，以后的参数 命令行后面跟的用户输入的参数；

char *argv[]是一个字符数组,其大小是int argc,主要用于命令行参数 argv[] 参数，数组里每个元素代表一个参数;argc记录了用户在运行程序的命令行中输入的参数的个数 ；arg[]指向的数组中至少有一个字符指针，即arg[0].他通常指向程序中的可执行文件的文件名。在有些版本的编译器中还包括程序 文件所在的路径；

教材学习内容总结

第十章学习

• 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 1、应用程序向内核发出请求

  2、要求内核打开相应的文件

  3、内核返回文件描述符

• 一个小的非负整数，用来在后续对此文件的所有操作中标识这个文件叫做文件描述符，有三个已经指定了的文件描述符为：

  标准输入——0（STDIN_FILENO）

  标准输出——1（STDOUT_FILENO）

  标准错误——2（STDERR_FILENO）

• 也就是说，在Unix生命周期一开始，0、1、2就被占用，以后的open只能从3开始，并且在UNIX下还有stdin，stdout，stderr表示同样的含义。

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

• 关闭文件

  int close(int fd)

10.3读和写文件

1、读 read

函数原型：

#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t n);

2、写 write

函数原型：

#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, void *buf, size_t n);

10.4用RIO包健壮的读写

• 通过调用 rio_readn 和 rio_write函数，应用程序可以在内存和文件之间直接传送数据。

• rio_readn函数在遇到EOF时只能返回一个不足值；而rio_write函数绝不会返回不同值；

• 参数解析：

  fd：文件描述符

  usrbuf：存储器位置

  n：传送的字节数

  返回值：

  rio_readn成功则返回传送的字节数，EOF为0（一个不足值），出错为-1。

  rio_writen成功则返回传送的字节数，出错为-1，没有不足值。

• RIO的带缓冲的输入函数

  缺点：效率不是很高，每读取文件中的一个字节都要求陷入内核

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

• 两种输入方式：

  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。

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。
• 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

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

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

附录A 错误处理

错误处理风格

• Unix风格

遇到错误后返回-1，并且将全局变量errno设置为指明错误原因的错误代码；

如果成功完成，就返回有用的结果。

• Posix风格

返回0表示成功，返回非0表示失败；

有用的结果在传进来的函数参数中。

• DNS风格

有两个函数，gethostbyname和gethostbyaddr，失败时返回NULL指针，并设置全局变量h_errno。

完成head,tail的使用，相关API的分析，伪代码，产品代码，测试代码的编写

• head命令用来查看文件的前几行内容，默认是查看前10行的内容，也可以设置一个数字改变查看行数

head hello.c/*当前目录下的文件名称*/

head -20 hello.c

• tail命令用来查看文件的最后几行内容，默认是查看最后10行的内容，同样，也可以设置一个数字改变查看行数

tail -20 hello.c 运行代码效果如图：

代码：

#ifndef HEAD_H
#define HEAD_H
void main(int argc,char *argv[]);
void ihead(char *ch[],int n);
#endif

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include"head.h"
#define N 1000
void main(int argc,char *argv[])
{
	char ch[N];
	int i,find,n;
	if((find=open(argv[1],O_RDONLY))==-1)
		{
			perror(argv[1]);
			exit(1);
		}
	n=read(find,ch,N);
	ihead(ch,n);
	close(find);
}

#include<stdio.h>
#include"head.h"
void ihead(char *ch[],int n)
{
	int k,count=0;
	for(k=0;k<n,count<10;i++)
	{
		if(ch[k]!=‘\\n‘) 
		printf("%c",ch[k]);
		else {
			count++;
			printf("\\n");
		}
	}
}

代码托管

码云链接

学习进度条

	代码行数（新增/积累）	博客量（新增/积累	学习时间（新增/累积）
目标	5000行	30篇	400小时
第一周	5/5	1/1	8/8
第二周	120/120	1/1	12/12
第三周	100/100	1/1	15/15
第四周	80/80	1/1	9/9

参考资料

《深入理解计算机系统V3》学习指导

详细介绍Linux指令od