20145324 《信息安全系统设计基础》第九周学习总结

教材学习内容总结

输入/输出是在主存和外部设备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，输出操作是从主存拷贝数据到I/O设备

Unix I/O：

将设备映射为文件的方式，允许Unix内核引出一个简单、低级的应用接口
①打开文件：一个应用程序通过要求内核打开相应的文件，以此宣告要访问一个I/O设备

描述符：打开文件时，内核返回一个小的非负整数

Unix外壳创建的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）
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，seek操作：显式地设置文件的当前位置为k
③读写文件：EOF条件
④关闭文件：内核释放文件打开时创建的数据结构，并将这个描述符恢复到可用的描述符池中

无论一个进程因为何种原因终止时，内核都会关闭所有打开的文件并释放它们的存储器资源

1.open函数：调用此函数打开一个已存在的文件或者创建一个新文件

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。

flag参数指明进程如何访问文件：
O_ RDONLY ：只读
O_ WRONLY ：只写
O_ RDWR ：可读可写

flag参数可以是一个或多个更多位掩码的或：
O_ CREAT：如果文件不存在，就创建它的一个截断的空文件
O_ TRUNC：如果文件已经存在，就截断它
O_ APPEND：在每次写操作前，设置文件位置到文件的结尾处

mode参数指定了新文件的访问权限位

2.close函数：进程调用该函数关闭一个已经打开的文件

关闭一个已关闭的描述符会出错

3.read和write函数: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

read函数：从描述符为fd的当前文件位置拷贝最多n个字节到存储器位置buf

返回值：-1：一个错误；0：EOF；否则，返回值：实际传送的字节数量

write函数：从存储器位置buf拷贝至多n个字节到描述符fd的当前文件位置

一次一个字节地从标准输入拷贝到标准输出

read和write传送的字节比应用程序要求的少会出现不足值
产生不足值的原因：
•读时遇到EOF
•从终端读文本行
•读和写网络套接字

RIO

健壮的I/O包，自动处理不足值
提供两种函数：无缓冲的输入输出函数、带缓冲的输入函数
应用程序通过调用rio_readn和rio_written函数可以在存储器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
rio_writen函数后局不会返回不足值

RIO的带缓冲的输入函数

一个文本行就是一个由换行符结尾的ASCII码字符序列。在Unix系统中，换行符（‘ ’)与ASCII码换行符相同，数字值为0x0a

4.rio_readn函数

5.rio_writen函数

应用程序能够通过调用stat和fstat函数检索文件信息（元数据）

stat函数以一个文件名作为输入
fstat函数以文件描述符而不是文件名作为输入

st_ size成员包含了文件的字节数大小
st_ mode成员则编码了文件访问许可位和文件类型
文件类型包括：
普通文件：某种类型的二进制或文本数据
目录文件：关于其他文件的信息
套接字：一种用来通过网络与其他进程通信的文件

宏指令根据st_mode成员来确定文件的类型。

S_ ISREG():这是一个普通文件吗？
S_ ISDIR():这是一个目录文件吗？
S_ ISSOCK():这是一个网络套接字吗？

共享文件

内核使用三个相关的数据结构来表示打开的文件：
①描述符表：每个进程都有它独立的描述符表，每个打开的描述符表项指向文件表中的一个表项
②文件表：所有进程共享这张表，每个文件表的表项组成包括有当前的文件位置、引用计数、以及一个指向v-node表中对应表项的指针，直到引用计数为0，内核才会删除该文件表表项。
③v-node表：所有进程共享这张v-node表，多个描述符可以通过不同的文件表表项来引用同一个文件

关键思想是每个描述符都有它自己的文件位置，所以对不同描述符的读操作可以从文件的不同位置获取数据

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联系起来

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
每个ANSIC程序开始都有三个打开的流stdin、stdout和stderr，分别对应于标准输入、标准输出、标准错误

类型为FILE的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读缓冲区的一样，就是开销较高的Unix I/O系统调用的数量尽量能的小

代码调试中的问题和解决过程

找不到地方下载csapp.h csapp.c文件，教材上的代码无法编译

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

本周代码托管截图

学习进度条

	博客量（新增/累积）	学习时间（新增/累积）
目标	30篇	400小时
第零周	1/1	20/20
第一周	1/2	20/40
第二周	1/3	20/60
第三周	1/4	20/80
第四周	1/5	20/100
第五周	1/6	20/120
第六周	1/7	20/140
第七周	1/8	20/160
第八周	5/13	20/180
第九周	1/14	20/200