20145218 《信息安全系统设计基础》第十周学习总结
教材学习内容总结
cp命令
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cp功能：复制文件或目录
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查看帮助文档
man cp
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cp伪代码：
打开源文件
创建目标文件
针对源文件
把源文件读入缓冲区
把缓冲区内容写入目标文件
关闭源文件和目标文件
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代码运行截图
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程序代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h> //unix类系统定义符号常量的头文件
#include <fcntl.h> //定义了一组基于C的非缓冲的文件操作函数，可用于文件和设备（及socket等）的I/O操作
#define BUFFERSIZE 4096 //缓冲区大小
#define COPYMODE 0644 // 新文件的访问权限位
void oops(char *, char *); //错误处理函数
int main(int argc, char *argv[])
{
int in_fd, out_fd, n_chars;
char buf[BUFFERSIZE]; //定义缓冲区
if (argc != 3) //当输入参数不足时
{
fprintf(stderr, "usage: %s source destination\n", *argv);
exit(1);
}
if ((in_fd = open(argv[1], O_RDONLY)) == -1) //打开文件失败
oops("Cannot open ", argv[1]);
if ((out_fd = creat(argv[2], COPYMODE)) == -1) //创建新文件失败
oops("Cannot creat", argv[2]);
while ((n_chars = read(in_fd, buf, BUFFERSIZE)) > 0) //缓冲区不空时，开始写文件
if (write(out_fd, buf, n_chars) != n_chars) //写文件出错
oops("Write error to ", argv[2]);
if (n_chars == -1) //从文件中读数据出错
oops("Read error from ", argv[1]);
if (close(in_fd) == -1 || close(out_fd) == -1) //关闭输入文件出错或关闭输出文件出错
oops("Error closing files", "");
}
void oops(char *s1, char *s2) //错误处理
{
fprintf(stderr, "Error: %s ", s1);
perror(s2);
exit(1);
}
终端驱动程序
echostate.c
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功能：查看在命令行中输入命令时是否可见，可见返回1，否则返回0
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宏定义
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ECHO ：值为0000010
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程序运行截图
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程序代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <termios.h> //串口配置中，终端的工作模式，是一个结构体
int main()
{
struct termios info; //定义标准接口结构体
int rv;
rv = tcgetattr( 0, &info ); /* 从驱动器读值 */
if ( rv == -1 ){
perror( "tcgetattr");//错误处理
exit(1);
}
if ( info.c_lflag & ECHO ) //获得状态标记位
printf(" echo is on , since its bit is 1\n");
else
printf(" echo is OFF, since its bit is 0\n");
return 0;
}
setecho.c
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设置回显位的状态，命令行参数为y则开启，否则关闭。
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标准输入的文件描述符为0.
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使用tcgetattr()函数和termios结构体可获得标准输入的属性。
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使用tcsetattr()函数和termios结构体可以将更改后的属性设置重新写回标准输入。
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函数没有成功运行出来，运行程序后终端不会有任何显示，但不能够再向终端中输入任何指令，ctrl+C之后也没有效果。
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程序运行截图
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程序代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <termios.h> //串口配置中，终端的工作模式，是一个结构体
#define oops(s,x) { perror(s); exit(x); }
//用于错误处理的宏
int main(int argc, char *argv[])
{
struct termios info;
if ( argc == 1 )
exit(0);
if ( tcgetattr(0,&info) == -1 ) /* 获取文件属性 */
oops("tcgettattr", 1);
if ( argv[1][0] == 'y' )
info.c_lflag |= ECHO ; /* 设置打开标志位 */
else
info.c_lflag &= ~ECHO ; /* 设置关闭标志位 */
if ( tcsetattr(0,TCSANOW,&info) == -1 ) /* 设置文件属性 */
oops("tcsetattr",2);
return 0;
}
ioctl函数
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ioctl是设备驱动程序中对设备的I/O通道进行管理的函数。所谓对I/O通道进行管理，就是对设备的一些特性进行控制，例如串口的传输波特率、马达的转速等等。
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ioctl函数是文件结构中的一个属性分量，就是说如果你的驱动程序提供了对ioctl的支持，用户就可以在用户程序中使用ioctl函数控制设备的I/O通道。
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系统调用ioctl提供对连接到fd设备驱动程序的属性和操作访问，每种类型的设备都有自己的属性集和ioctl操作集。
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查看帮助文档
man isattyman ioctl -
isatty：判断一个文件描述符是否指向一个终端
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ioctl：控制驱动器
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代码运行截图
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程序代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
int main()
{
struct winsize size;
if( isatty(STDOUT_FILENO) == 0) //判断一个文件描述符是否指向一个终端
exit(1);
if (ioctl(STDOUT_FILENO, TIOCGWINSZ, &size) < 0) //控制驱动器
{
perror("ioctl TIOCGWINSZ error");
exit(1);
}
printf("%d rows %d columns\n", size.ws_row, size.ws_col);
return 0;
}
ls命令
- ls功能：读取文件名和文件属性，按照字典序排序后输出。
- 常用的命令行选项：
ls -l 以长格式的形式查看当前目录下所有可见文件的详细属性
ls -a 列出的内容包含以“.”开头的文件
ls -lu 最后访问时间
ls -s 以块为单位的文件大小
ls -t 按时间排序
ls -F 显示文件类型
文件树
- 文件和目录被组织成目录树(tree)，节点是目录或者文件
- 目录是一种特殊文件，文件内容就是目录和文件的名字，与utmp类似
- 与文件不同，目录不会为空
- 伪代码：
打开目录文件
针对目录文件
读取目录条目
显示文件名
关闭文件目录文件
ls -l
- ls -l 的输出每行都包含7个字段
模式 每行的第一个字符表示文件类型，“-”代表普通文件，“d”代表目录文件。
链接数 指该文件被引用的次数
文件所有者 指出文件所有者的用户名
组 指出文件所有者所在的组
大小 显示文件的字节数
最后修改时间 文件的最后修改时间
文件名 文件名
- ls1.c功能：显示当前目录下的所有文件
- 代码运行截图
- 程序代码
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> //基本系统数据类型
#include <dirent.h>
void do_ls(char []);
int main(int argc, char *argv[])
{
if ( argc == 1 ) //没有参数是，显示 当前万人当
do_ls( "." );
else
while ( --argc ){
printf("%s:\n", *++argv ); //显示参数
do_ls( *argv );
}
return 0;
}
void do_ls( char dirname[] )
{
DIR *dir_ptr; //DIR表示目录类型
struct dirent *direntp; //目录结构体
if ( ( dir_ptr = opendir( dirname ) ) == NULL )
fprintf(stderr,"ls1: cannot open %s\n", dirname);
else
{
while ( ( direntp = readdir( dir_ptr ) ) != NULL )
printf("%s\n", direntp->d_name );
closedir(dir_ptr);
}
}
- ls2.c功能：显示指定目录下的文件详细信息
- 代码运行代码
- 程序代码
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
#include <sys/stat.h>
void do_ls(char[]); //显示指定目录下的文件
void dostat(char *); //显示文件属性
void show_file_info( char *, struct stat *); //显示文件读取详细信息
void mode_to_letters( int , char [] ); //显示文件读取权限信息
char *uid_to_name( uid_t );
char *gid_to_name( gid_t );
int main(int argc, char *argv[])
{
if ( argc == 1 )
do_ls( "." );
else
while ( --argc ){
printf("%s:\n", *++argv );
do_ls( *argv );
}
return 0;
}
void do_ls( char dirname[] )
{
DIR *dir_ptr;
struct dirent *direntp;
if ( ( dir_ptr = opendir( dirname ) ) == NULL )
fprintf(stderr,"ls1: cannot open %s\n", dirname);
else
{
while ( ( direntp = readdir( dir_ptr ) ) != NULL )
dostat( direntp->d_name );
closedir(dir_ptr);
}
}
void dostat( char *filename )
{
struct stat info;
if ( stat(filename, &info) == -1 )
perror( filename );
else
show_file_info( filename, &info );
}
void show_file_info( char *filename, struct stat *info_p )
{
char *uid_to_name(), *ctime(), *gid_to_name(), *filemode();
void mode_to_letters();
char modestr[11];
mode_to_letters( info_p->st_mode, modestr );
printf( "%s" , modestr );
printf( "%4d " , (int) info_p->st_nlink);
printf( "%-8s " , uid_to_name(info_p->st_uid) );
printf( "%-8s " , gid_to_name(info_p->st_gid) );
printf( "%8ld " , (long)info_p->st_size);
printf( "%.12s ", 4+ctime(&info_p->st_mtime));
printf( "%s\n" , filename );
}
void mode_to_letters( int mode, char str[] )
{
strcpy( str, "----------" );
if ( S_ISDIR(mode) ) str[0] = 'd';
if ( S_ISCHR(mode) ) str[0] = 'c';
if ( S_ISBLK(mode) ) str[0] = 'b';
if ( mode & S_IRUSR ) str[1] = 'r';
if ( mode & S_IWUSR ) str[2] = 'w';
if ( mode & S_IXUSR ) str[3] = 'x';
if ( mode & S_IRGRP ) str[4] = 'r';
if ( mode & S_IWGRP ) str[5] = 'w';
if ( mode & S_IXGRP ) str[6] = 'x';
if ( mode & S_IROTH ) str[7] = 'r';
if ( mode & S_IWOTH ) str[8] = 'w';
if ( mode & S_IXOTH ) str[9] = 'x';
}
#include <pwd.h> //定义口令结构体
char *uid_to_name( uid_t uid )
{
struct passwd *getpwuid(), *pw_ptr;
static char numstr[10];
if ( ( pw_ptr = getpwuid( uid ) ) == NULL ){
sprintf(numstr,"%d", uid);
return numstr;
}
else
return pw_ptr->pw_name ;
}
#include <grp.h> //包含组结构的定义
char *gid_to_name( gid_t gid )
{
struct group *getgrgid(), *grp_ptr;
static char numstr[10];
if ( ( grp_ptr = getgrgid(gid) ) == NULL ){
sprintf(numstr,"%d", gid);
return numstr;
}
else
return grp_ptr->gr_name; //返回组名
}
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stat得到文件信息：定义结构体struct stat，将文件属性存放到结构体中。
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通过stat得到文件大小信息：filesize。
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运行结果截图
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stat提供的其他信息
st_mode 文件类型（模式）
st_uid 用户所有者的ID
st_gid 所属组的ID
st_size 所占的字节数
st_nlink 文件链接数
st_mtime 文件最后修改时间
- fileinfo.c运行结果截图
pwd命令
- pwd用来显示到达当前目录的路径。
- 运行结果截图
- 每个目录都有一个i-节点，内核在每个目录都设置一个指向目录本身的i-节点的入口，被称为“.”。pwd的工作原理就是追踪链接，读取目录，一个目录接着一个目录向上追踪，每一步都查看“.”的i-节点号，然后在父目录中查找该i-节点的名字，直到目录的顶端。
- 程序代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <dirent.h>
ino_t get_inode(char *); // 获取i-node节点号
void printpathto(ino_t); // 打印当前目录路径
void inum_to_name(ino_t , char *, int ); //根据i-node节点找到对应文件名
int main()
{
printpathto( get_inode( "." ) );
putchar('\n');
return 0;
}
void printpathto( ino_t this_inode )
{
ino_t my_inode ;
char its_name[BUFSIZ];
if ( get_inode("..") != this_inode )
{
chdir( ".." );
inum_to_name(this_inode,its_name,BUFSIZ);
my_inode = get_inode( "." );
printpathto( my_inode );
printf("/%s", its_name );
}
}
void inum_to_name(ino_t inode_to_find , char *namebuf, int buflen)
{
DIR *dir_ptr;
struct dirent *direntp;
dir_ptr = opendir( "." );
if ( dir_ptr == NULL ){
perror( "." );
exit(1);
}
while ( ( direntp = readdir( dir_ptr ) ) != NULL )
if ( direntp->d_ino == inode_to_find )
{
strncpy( namebuf, direntp->d_name, buflen);
namebuf[buflen-1] = '\0';
closedir( dir_ptr );
return;
}
fprintf(stderr, "error looking for inum %d\n", (int) inode_to_find);
exit(1);
}
ino_t get_inode( char *fname )
{
struct stat info;
if ( stat( fname , &info ) == -1 ){
fprintf(stderr, "Cannot stat ");
perror(fname);
exit(1);
}
return info.st_ino; //返回i-node节点号
}
who命令
- who命令功能：每一行代表一个已登录的用户，所显示的内容从左向右依次是：用户名、终端名、登录时间、登陆地址（通常不显示）
- 已登录用户的信息是放在文件/var/adm/utmp中的，who通过阅读该文件获得信息。
- who命令的工作流程是：打开utmp文件，针对文件，读取一条记录，显示记录，关闭文件。
- who1
- 打开文件——open
- 从文件读取数据——read
- 关闭文件——close
- 运行结果截图
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连接起来。例如：
ls > foo.txt;使得外壳加载和执行ls程序，将标准输出重定向到foo.txt。 -
工作方式：
#include <unistd.h>
int dup2(int oldfd,int newfd);
- 拷贝描述符表项oldfd到描述符表项newfd，同时覆盖掉newfd之前的内容。如果newfd已经打开，就先关闭newfd再进行操作。
- 调用dup2(4,1)示例：
- 前提：假设描述符1（标准输出）对应于文件A，4对应于文件B，A和B的引用计数等于1.
- 过程：两个描述符都指向文件B，文件A已经被关闭，它之前对应的文件表和v-node也已经被删 除；文件B的引用计数增加，之后的任何标准输出（描述符1）的数据都被重定向到文件B。
标准I/O库
之前的输入输出函数并没有特定性，而是适用于通常情况下的I/O；标准I/O库针对I/O的具体情况，分类给出了特定的I/O函数；从一定角度而言，是“高级”的I/O函数。另外，与此相关的“流”的概念是和指针很相似的，也是一种“抽象”。
- 这个库提供了unixI/O较高级别的替代。
- 类型：
- 打开和关闭文件的函数(fopen和fclose)；
- 读和写字节的函数（fread和fwrite）；
- 读和写字符串的函数（fgets和fputs）
- 流的应用： 一个流就是指向一个FILE类型的结构的指针（比如，每有一个ASNI C文件打开，都会同时打开STDIN,STDOUT,STDERR三个流）。
- 含义：流是对文件描述符和流缓冲区的抽象。（流缓冲区的目的和RIO类似，就是减少开销较高的unix系统调用的数量）
本周代码托管截图
代码托管链接：https://git.oschina.net/senlinmilelu/IS20145218
其他（感悟、思考等，可选）
本次学习是对之前学习的精细化过程；因为知识性的新内容不多，所以我就把大部分精力放在了实践上。对于之前缺乏练习的Linux的命令，在本周学习中都得到了锻炼，以及明白了其原理。看似抓住的不多，然而不断的尝试和失败再到成功，也是很有教育意义的。
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 | 4/9 | 30/90 | |
| 第五周 | 200/200 | 4/2 | 20/20 | |
| 第六周 | 300/500 | 5/4 | 18/38 | |
| 第七周 | 500/1000 | 6/7 | 22/60 | |
| 第八周 | 120/1300 | 7/9 | 30/90 | |
| 第九周 | 322/200 | 8/2 | 20/20 | |
| 第十周 | 526/500 | 9/4 | 18/38 |