20135327郭皓——信息安全系统设计基础第十周学习总结

第十周（11.09-11.15）:

学习计时：共6小时 读书： 代码： 作业： 博客：

一、学习目标

1 理解I/O代码

实践代码

cp1.c

　　这是一个将目标文件复制到目的文件的程序，具体如下：

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include <unistd.h>////Unix类系统定义符号常量
 4 #include <fcntl.h>//定义了很多宏和open，fcntl函数原型
 5 
 6 #define BUFFERSIZE 4096//存储器容量
 7 #define COPYMODE 0644//复制的长度
 8 
 9 void oops(char *, char *);
10 
11 int main(int argc, char *argv[])
12 //argc记录了用户在运行程序的命令行中输入的参数的个数;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
13 {
14 int in_fd, out_fd, n_chars;//三个描述符
15 char buf[BUFFERSIZE];//存储器
16 /*
17 检查参数是否为三，不是则返回标准错误
18 */
19 if (argc != 3) {
20 fprintf(stderr, "usage: %s source destination\n", *argv);
21 exit(1);
22 }
23 /*
24 打开目的文件，若返回描述符为-1，则打开失败
25 */
26 
27 if ((in_fd = open(argv[1], O_RDONLY)) == -1)
28 oops("Cannot open ", argv[1]);
29 /*
30 创建目的文件，若返回描述符为-1，则创建失败
31 */
32 
33 if ((out_fd = creat(argv[2], COPYMODE)) == -1)
34 oops("Cannot creat", argv[2]);
35 /*
36 当文件复制成功后，判断写入的字符个数是否等于原来的数，若不等，则返回写错误；若无法读取，则为读错误
37 */
38 while ((n_chars = read(in_fd, buf, BUFFERSIZE)) > 0)
39 if (write(out_fd, buf, n_chars) != n_chars)
40 oops("Write error to ", argv[2]);
41 if (n_chars == -1)
42 oops("Read error from ", argv[1]);
43 /*
44 若关闭文件描述符为-1，则返回关闭错误
45 */
46 
47 if (close(in_fd) == -1 || close(out_fd) == -1)
48 oops("Error closing files", "");
49 }
50 /*
51 输出错误信息和
52 */
53 void oops(char *s1, char *s2)
54 {
55 fprintf(stderr, "Error: %s ", s1);
56 perror(s2);//用来将上一个函数发生错误的原因输出到标准设备(stderr）
57 exit(1);
58 }

setecho.c/echostate.c

　　setecho：本函数是设置命令符是否显示，具体如下：

　　echostate：本函数是显示命令符是否显示状态，具体如下：

 1 #include        <stdio.h>
 2 #include         <stdlib.h>
 3 #include        <termios.h>
 4 
 5 #define  oops(s,x) { perror(s); exit(x); }
 6 /*
 7 设置命令符是否显示
 8 */
 9 int main(int argc, char *argv[])
10 {
11         struct termios info;
12 
13         if ( argc == 1 )
14         exit(0);
15 
16         if ( tcgetattr(0,&info) == -1 )          /* get attribs   */
17             oops("tcgettattr", 1);
18 
19         if ( argv[1][0] == 'y' )
20                 info.c_lflag |= ECHO ;          /* turn on bit    */
21         else
22                 info.c_lflag &= ~ECHO ;         /* turn off bit   */
23 
24         if ( tcsetattr(0,TCSANOW,&info) == -1 ) /* set attribs    */
25                oops("tcsetattr",2);
26 
27         return 0;
28 }

 1 #include        <stdio.h>
 2 #include        <stdlib.h>
 3 #include        <termios.h>//UNIX的可移植的操作系统接口规范中定义的标准接口
 4 /*
 5 显示命令符是否显示状态
 6 */
 7 int main()
 8 {
 9         struct termios info;
10         int rv;
11 
12         rv = tcgetattr( 0, &info );     /* read values from driver      */
13 
14         if ( rv == -1 ){
15                 perror( "tcgetattr");
16                 exit(1);
17         }
18         if ( info.c_lflag & ECHO )
19                 printf(" echo is on , since its bit is 1\n");
20         else
21                 printf(" echo is OFF, since its bit is 0\n");
22 
23         return 0;
24 }

 

fileinfo.c/filesize.c

fileinfo：显示当前文件具体信息，具体如下：

filesize：计算文件的字节数大小，具体如下：

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <sys/types.h>
 3 #include <sys/stat.h>
 4 
 5 void show_stat_info(char *, struct stat *);
 6 /*
 7 显示当前文件具体信息
 8 */
 9 int main(int argc, char *argv[])
10 {
11     struct stat info;
12 
13     if (argc>1)
14     {
15 
16         if( stat(argv[1], &info) != -1 ){
17             show_stat_info( argv[1], &info );
18             return 0;
19         }
20         else
21             perror(argv[1]);
22     }
23     return 1;
24 }
25 void show_stat_info(char *fname, struct stat *buf)
26 {
27     printf("   mode: %o\n", buf->st_mode);
28     printf("  links: %d\n", buf->st_nlink);
29     printf("   user: %d\n", buf->st_uid);
30     printf("  group: %d\n", buf->st_gid);
31     printf("   size: %d\n", (int)buf->st_size);
32     printf("modtime: %d\n", (int)buf->st_mtime);
33     printf("   name: %s\n", fname );
34 }

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <sys/stat.h>
 3 /*
 4 计算文件的字节数大小
 5 */
 6 int main()
 7 {
 8     struct stat infobuf;
 9 
10     if ( stat( "/etc/passwd", &infobuf) == -1 )
11         perror("/etc/passwd");
12     else
13         printf(" The size of /etc/passwd is %d\n", infobuf.st_size );
14 }

 

ls1.c/ls2.c

ls1:显示当前目录下文件或目标文件下目录（ls的功能)，具体如下：

ls2:ls1的加强版，增加文件属性（ls -l的功能），具体如下：

 1 #include    <stdio.h>
 2 #include    <sys/types.h>
 3 #include    <dirent.h>
 4 
 5 void do_ls(char []);
 6 /*
 7 显示当前目录下文件或目标文件下目录（ls的功能）
 8 */
 9 int main(int argc, char *argv[])
10 {
11     /*
12     如果ls后没有参数，则打印当前目录；如果有则打印目录
13     */
14     if ( argc == 1 )
15         do_ls( "." );
16     else
17         while ( --argc ){
18             printf("%s:\n", *++argv );
19             do_ls( *argv );
20         }
21 
22     return 0;
23 }
24 
25 void do_ls( char dirname[] )
26 {
27     /*
28     使用dir命令功能
29     */
30     DIR        *dir_ptr;
31     struct dirent    *direntp;
32     /*
33     判断地址是否正确。否则返回打开失败，正确则依次打印文件名
34     */
35     if ( ( dir_ptr = opendir( dirname ) ) == NULL )
36         fprintf(stderr,"ls1: cannot open %s\n", dirname);
37     else
38     {
39         while ( ( direntp = readdir( dir_ptr ) ) != NULL )
40             printf("%s\n", direntp->d_name );
41         closedir(dir_ptr);
42     }
43 }

  1 #include    <stdio.h>
  2 #include    <string.h>
  3 #include    <sys/types.h>
  4 #include    <dirent.h>
  5 #include    <sys/stat.h>
  6 
  7 void do_ls(char[]);
  8 void dostat(char *);
  9 void show_file_info( char *, struct stat *);
 10 void mode_to_letters( int , char [] );
 11 char *uid_to_name( uid_t );
 12 char *gid_to_name( gid_t );
 13 
 14 int main(int argc, char *argv[])
 15 {
 16     if ( argc == 1 )
 17         do_ls( "." );
 18     else
 19         while ( --argc ){
 20             printf("%s:\n", *++argv );
 21             do_ls( *argv );
 22         }
 23 
 24     return 0;
 25 }
 26 
 27 void do_ls( char dirname[] )
 28 {
 29     DIR        *dir_ptr;        
 30     struct dirent    *direntp;        
 31 
 32     if ( ( dir_ptr = opendir( dirname ) ) == NULL )
 33         fprintf(stderr,"ls1: cannot open %s\n", dirname);
 34     else
 35     {
 36         while ( ( direntp = readdir( dir_ptr ) ) != NULL )
 37             dostat( direntp->d_name );
 38         closedir(dir_ptr);
 39     }
 40 }
 41 
 42 void dostat( char *filename )
 43 {
 44     struct stat info;
 45 
 46     if ( stat(filename, &info) == -1 )        
 47         perror( filename );            
 48     else                    
 49         show_file_info( filename, &info );
 50 }
 51 
 52 void show_file_info( char *filename, struct stat *info_p )
 53 {
 54     char    *uid_to_name(), *ctime(), *gid_to_name(), *filemode();
 55     void    mode_to_letters();
 56         char    modestr[11];
 57 
 58     mode_to_letters( info_p->st_mode, modestr );
 59 
 60     printf( "%s"    , modestr );
 61     printf( "%4d "  , (int) info_p->st_nlink);    
 62     printf( "%-8s " , uid_to_name(info_p->st_uid) );
 63     printf( "%-8s " , gid_to_name(info_p->st_gid) );
 64     printf( "%8ld " , (long)info_p->st_size);
 65     printf( "%.12s ", 4+ctime(&info_p->st_mtime));
 66     printf( "%s\n"  , filename );
 67 
 68 }
 69 
 70 void mode_to_letters( int mode, char str[] )
 71 {
 72     strcpy( str, "----------" );           
 73 
 74     if ( S_ISDIR(mode) )  str[0] = 'd';    
 75     if ( S_ISCHR(mode) )  str[0] = 'c';    
 76     if ( S_ISBLK(mode) )  str[0] = 'b';    
 77 
 78     if ( mode & S_IRUSR ) str[1] = 'r';    
 79     if ( mode & S_IWUSR ) str[2] = 'w';
 80     if ( mode & S_IXUSR ) str[3] = 'x';
 81 
 82     if ( mode & S_IRGRP ) str[4] = 'r';    
 83     if ( mode & S_IWGRP ) str[5] = 'w';
 84     if ( mode & S_IXGRP ) str[6] = 'x';
 85 
 86     if ( mode & S_IROTH ) str[7] = 'r';    
 87     if ( mode & S_IWOTH ) str[8] = 'w';
 88     if ( mode & S_IXOTH ) str[9] = 'x';
 89 }
 90 
 91 #include    <pwd.h>
 92 
 93 char *uid_to_name( uid_t uid )
 94 {
 95     struct    passwd *getpwuid(), *pw_ptr;
 96     static  char numstr[10];
 97 
 98     if ( ( pw_ptr = getpwuid( uid ) ) == NULL ){
 99         sprintf(numstr,"%d", uid);
100         return numstr;
101     }
102     else
103         return pw_ptr->pw_name ;
104 }
105 
106 #include    <grp.h>
107 
108 char *gid_to_name( gid_t gid )
109 {
110     struct group *getgrgid(), *grp_ptr;
111     static  char numstr[10];
112 
113     if ( ( grp_ptr = getgrgid(gid) ) == NULL ){
114         sprintf(numstr,"%d", gid);
115         return numstr;
116     }
117     else
118         return grp_ptr->gr_name;
119 }

 

spwd.c

　　本函数功能为打印当前文件目录，具体如下：

 1 #include    <stdio.h>
 2 #include    <stdlib.h>
 3 #include    <string.h>
 4 #include    <sys/types.h>//基本系统数据类型
 5 #include    <sys/stat.h>//unix/linux系统定义文件状态所在的伪标准头文件
 6 #include    <dirent.h>//unix类目录操作的头文件
 7 
 8 ino_t    get_inode(char *);
 9 void    printpathto(ino_t);
10 void    inum_to_name(ino_t , char *, int );
11 
12 /*
13 打印当前文件目录
14 */
15 int main()
16 {
17     printpathto( get_inode( "." ) );
18     putchar('\n');
19     return 0;
20 }
21 /*
22 打印路径
23 */
24 void printpathto( ino_t this_inode )
25 {
26     ino_t    my_inode ;
27     char    its_name[BUFSIZ];
28 
29     if ( get_inode("..") != this_inode )
30     {
31         chdir( ".." );
32 
33         inum_to_name(this_inode,its_name,BUFSIZ);
34 
35         my_inode = get_inode( "." );
36         printpathto( my_inode );
37         printf("/%s", its_name );
38 
39     }
40 }
41 /*
42 打开目录
43 */
44 void inum_to_name(ino_t inode_to_find , char *namebuf, int buflen)
45 {
46     DIR        *dir_ptr;
47     struct dirent    *direntp;
48 
49     dir_ptr = opendir( "." );
50     if ( dir_ptr == NULL ){
51         perror( "." );
52         exit(1);
53     }
54 
55 
56     while ( ( direntp = readdir( dir_ptr ) ) != NULL )
57         if ( direntp->d_ino == inode_to_find )
58         {
59             strncpy( namebuf, direntp->d_name, buflen);
60             namebuf[buflen-1] = '\0';
61             closedir( dir_ptr );
62             return;
63         }
64     fprintf(stderr, "error looking for inum %d\n", (int) inode_to_find);
65     exit(1);
66 }
67 
68 ino_t get_inode( char *fname )
69 {
70     struct stat info;
71 
72     if ( stat( fname , &info ) == -1 ){
73         fprintf(stderr, "Cannot stat ");
74         perror(fname);
75         exit(1);
76     }
77     return info.st_ino;
78 }

 

testioctl.c

　　本函数主要功能为：查看终端窗口大小，具体如下：

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include <unistd.h>
 4 #include <sys/ioctl.h>
 5 /*
 6 查看终端窗口大小
 7 */
 8 int main()
 9 {
10     struct winsize size;
11     if( isatty(STDOUT_FILENO) == 0)
12         exit(1);
13     if (ioctl(STDOUT_FILENO, TIOCGWINSZ, &size) < 0) {
14         perror("ioctl TIOCGWINSZ error");
15         exit(1);
16     }
17 
18     printf("%d rows %d columns\n", size.ws_row, size.ws_col);
19     return 0;
20 }

 

who1.c

　　本函数实际是实现who功能的函数，用于显示包含在结构体utmp中的用户的用户名，用户的登录时间等相关信息。具体如下：

 1 #include    <stdio.h>
 2 #include    <stdlib.h>
 3 #include    <utmp.h>
 4 #include    <fcntl.h>
 5 #include    <unistd.h>
 6 
 7 #define    SHOWHOST
 8 
 9 /*
10 实现who功能的函数，用于显示包含在结构体utmp中的用户的用户名，用户的登录时间等相关信息
11 */
12 int show_info( struct utmp *utbufp )
13 {
14     printf("%-8.8s", utbufp->ut_name);//用户名
15     printf(" ");
16     /*tty：tty是Teletype的缩写。Teletype是最早出现的一种终端设备
17     终端是一种字符型设备，它有多种类型，通常使用tty来简称各种类型的终端设备。
18     */
19     printf("%-8.8s", utbufp->ut_line);//tty
20     printf(" ");
21     printf("%10ld", utbufp->ut_time);//时间
22     printf(" ");
23 #ifdef    SHOWHOST
24     printf("(%s)", utbufp->ut_host);//主机
25 #endif
26     printf("\n");
27 
28     return 0;
29 }
30 int main()
31 {
32     struct utmp     current_record;
33     int        utmpfd;
34     int        reclen = sizeof(current_record);
35     /*
36     打开UTMP_FILE文件，如果打开则读取文件并打印在屏幕上，失败则返回失败
37     */
38     if ( (utmpfd = open(UTMP_FILE, O_RDONLY)) == -1 ){
39         perror( UTMP_FILE );
40         exit(1);
41     }
42     while ( read(utmpfd, &current_record, reclen) == reclen )
43         show_info(&current_record);
44     close(utmpfd);
45     return 0;
46 }

PS：who1.c实际与who2.c是一个函数，故只写who1.c

 参考资料：baidu，闫佳欣同学的博客，《深入理解计算机系统》

总结

　　这次实践代码大多是实现Linux的一些命令，在学习这些代码时，首先，我对几个未知的头文件进行了查阅，例如：

 4 #include    <sys/types.h>//基本系统数据类型
 5 #include    <sys/stat.h>//unix/linux系统定义文件状态所在的伪标准头文件
 6 #include    <dirent.h>//unix类目录操作的头文件
同时，在研究函数功能时，有许多函数都不知道他的具体用法和定义，一部分是通过grep -nr xxx  /usr/include，一部分是上网查找参考资料。对于具体一些函数的理解不是很明白，例如：ioctl，isatty等，对于这些还要继续询问查找。这次学习加大了我对代码的认识，同时也反映了我功底并不牢固，有一些代码并不能直接读懂，还要先编译运行后反推具体功能，这个方面还需继续加强，对书上的代码要多读多想多查。