信息安全系统设计基础第十周学习
代码阅读理解：
- 编译运行代码
- 使用man学习理解相关系统调用, 理解参数、返回值的含义
- 会用grep -nr xxx /usr/include 查宏定义
cp1.c
echostate.c
fileinfo.c
filesize.c
ls1.c
ls2.c
setecho.c
spwd.c
testioctl.c
who1.c
who2.c
学习内容
1.cp
复制文件
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>//宏和open
define BUFFERSIZE 4096//存储器容量
#define COPYMODE 0644//复制长度
void oops(char *, char *);
int main(int argc, char *argv[])
{
int in_fd, out_fd, n_chars;//三个描述符值
char buf[BUFFERSIZE];
if (argc != 3) {
fprintf(stderr, "usage: %s source destination\n", *argv);
exit(1);
}
/*检查cp的第一个参数，要复制的文件，用open打开，in_fd为open返回的描述符*/
if ((in_fd = open(argv[1], O_RDONLY)) == -1)
oops("Cannot open ", argv[1]);
/*检查cp的第二个参数，复制的目的地址，用create在目的地址创建新文件，out_fd为open返回的描述符*/
if ((out_fd = creat(argv[2], COPYMODE)) == -1)
oops("Cannot creat", argv[2]);
/*cp指令的动作就是读取一个文件的内容到存储器，在新的地址创建空白文件，再从存储器将内容写入新文件。*/
while ((n_chars = read(in_fd, buf, BUFFERSIZE)) > 0)
if (write(out_fd, buf, n_chars) != n_chars)
oops("Write error to ", argv[2]);
if (n_chars == -1)
oops("Read error from ", argv[1]);
if (close(in_fd) == -1 || close(out_fd) == -1)
oops("Error closing files", "");
}
/*这个是用来输出错误信息的函数*/
void oops(char *s1, char *s2)
{
fprintf(stderr, "Error: %s ", s1);
perror(s2);
(stderr)
exit(1);
}
2.ls1\ls2
1.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
2.ls -a 列出的内容包含以“.”开头的文件
3.ls -lu 最后访问时间
4.ls -s 以块为单位的文件大小
5.ls -t 按时间排序
6.ls -F 显示文件类型
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
void do_ls(char []);
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; //设置打开目录指针
struct dirent *direntp; //设置目录信息存储结构体指针
if ( ( dir_ptr = opendir( dirname ) ) == NULL )
fprintf(stderr,"ls1: cannot open %s\n", dirname);//打开目录失败，输出错误信息
else
{
while ( ( direntp = readdir( dir_ptr ) ) != NULL )
printf("%s\n", direntp->d_name );//输出目录中文件名
closedir(dir_ptr);//关闭文件流
}
}-
DIR：文件流结构体。
struct __dirstream { void *__fd; /* 'struct hurd_fd' pointer for descriptor. */ char *__data; /* Directory block. */ int __entry_data; /* Entry number `__data' corresponds to. */ char *__ptr; /* Current pointer into the block. */ int __entry_ptr; /* Entry number `__ptr' corresponds to. */ size_t __allocation; /* Space allocated for the block. */ size_t __size; /* Total valid data in the block. */ __libc_lock_define (, __lock) /* Mutex lock for this structure. */ }; typedef struct __dirstream DIR; -
dirent结构体：包含在头文件"dirent.h"，作用：为了获取某文件夹目录内容，所使用的结构体。
struct dirent { long d_ino; /* inode number 索引节点号 */ off_t d_off; /* offset to this dirent 在目录文件中的偏移 */ unsigned short d_reclen; /* length of this d_name 文件名长 */ unsigned char d_type; /* the type of d_name 文件类型 */ char d_name [NAME_MAX+1]; /* file name (null-terminated) 文件名，最长256字符 */ }
ls2.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
#include <sys/stat.h>
void do_ls(char[]);
void dostat(char *);
void show_file_info( char *, struct stat *);
void mode_to_letters( int , char [] );
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);//打开文件失败，输出错误并退出
else
{
while ( ( direntp = readdir( dir_ptr ) ) != NULL )
dostat( direntp->d_name );
closedir(dir_ptr); //关闭文件流
}
}
void dostat( char *filename )
{
struct stat info;
if ( stat(filename, &info) == -1 )//读取文件失败输出错误并退出
perror( filename );
else
show_file_info( filename, &info );//输出文件详细信息
}
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 );//将文件权限位存入modestr中
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'; //判断是否为目录
if ( S_ISCHR(mode) ) str[0] = 'c'; //判断是否为字符设置
if ( S_ISBLK(mode) ) str[0] = 'b'; //判断是否为块设备
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>
//读取当前用户信息
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>
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;
}-
stat用来判断没有打开的文件,fstat用来判断打开的文件。
-
我们使用最多的属性是st_mode.通过着属性我们可以判断给定的文件是一个普通文件还是一个目录,连接等等。可以使用下面几个宏来判断:
S_ISLNK(st_mode):是否是一个连接。 S_ISREG:是否是一个常规文件。 S_ISDIR:是否是一个目录。 S_ISCHR:是否是一个字符设备。 S_ISBLK:是否是一个块设备。 S_ISFIFO:是否是一个FIFO文件。 S_ISSOCK:是否是一个SOCKET文件。 -
在"pwd.h"中定义的passwd结构体
struct passwd { char * pw_name; /* Username, POSIX.1 */ char * pw_passwd; /* Password */ __uid_t pw_uid; /* User ID, POSIX.1 */ __gid_t pw_gid; /* Group ID, POSIX.1 */ char * pw_gecos; /* Real Name or Comment field */ char * pw_dir; /* Home directory, POSIX.1 */ char * pw_shell; /* Shell Program, POSIX.1 */ char *pw_class; time_t pw_change; time_t pw_expire; }; -
在POSIX.1中只指定了passwd结构包含的10个字段的五个。大多数平台至少支持其中七个字段。bsd派生的平台支持全部十个字段。
3.echostate.c/setecho.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <termios.h>
int main()
{
struct termios info;
int rv;
rv = tcgetattr( 0, &info ); /* read values from driver */
if ( rv == -1 ){
perror( "tcgetattr");
exit(1);
}
if ( info.c_lflag & ECHO )
printf(" echo is on , since its bit is 1\n");
else
printf(" echo is OFF, since its bit is 0\n");
return 0;
}echostate显示输入命令是否可见。其中：echo is on：命令可见；echo is off：命令不可见
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <termios.h>
#define oops(s,x) { perror(s); exit(x); }
int main(int argc, char *argv[])
{
struct termios info;
if ( argc == 1 )
exit(0);
if ( tcgetattr(0,&info) == -1 ) /* get attribs */
oops("tcgettattr", 1);
if ( argv[1][0] == 'y' )
info.c_lflag |= ECHO ; /* turn on bit */
else
info.c_lflag &= ~ECHO ; /* turn off bit */
if ( tcsetattr(0,TCSANOW,&info) == -1 ) /* set attribs */
oops("tcsetattr",2);
return 0;
}setecho用来改变输入指令是否可见。其中：输入y（或是以y开头的一串字符），命令可见；否则（即输入不以y开头的字符），命令不可见
4.fileinfo.c/filesize.c
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
void show_stat_info(char *, struct stat *);
int main(int argc, char *argv[])
{
struct stat info;
if (argc>1)
{
if( stat(argv[1], &info) != -1 ){
show_stat_info( argv[1], &info );
return 0;
}
else
perror(argv[1]);
}
return 1;
}
void show_stat_info(char *fname, struct stat *buf)
{
printf(" mode: %o\n", buf->st_mode);
printf(" links: %d\n", buf->st_nlink);
printf(" user: %d\n", buf->st_uid);
printf(" group: %d\n", buf->st_gid);
printf(" size: %d\n", (int)buf->st_size);
printf("modtime: %d\n", (int)buf->st_mtime);
printf(" name: %s\n", fname );
}用来实现显示文件信息：
1.mode：st_mode//文件的类型和存取的权限
2.links：st_nlin//连到该文件的硬链接数目，刚建立的文件值为1
3.user：st_uid//用户ID
4.group：st_gid//组ID
5.size：st_size//文件字节数
6.modtime：st_mtime//最后一次修改时间
7.name： //输入的文件名
#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
int main()
{
struct stat infobuf;
if ( stat( "/etc/passwd", &infobuf) == -1 )
perror("/etc/passwd");
else
printf(" The size of /etc/passwd is %d\n", infobuf.st_size );
}用st_size计算文件的字节数大小
5.spwd.c
#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 *);
void printpathto(ino_t);
void inum_to_name(ino_t , char *, int );
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;
}列出当前目录
6.testioctl.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
int main()
{
struct winsize size;
if( isatty(STDOUT_FILENO) == 0)
exit(1);
if (ioctl(STDOUT_FILENO, TIOCGWINSZ, &size) < 0) {
perror("ioctl TIOCGWINSZ error");
exit(1);
}
printf("%d rows %d columns\n", size.ws_row, size.ws_col);
return 0;
}获得终端设备的窗口大小
7.who1.c&who2
功能：显示用户的登录名，登录装置名称，登录时间（单位为秒），登录账号的远程主机名称。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <utmp.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#define SHOWHOST
int show_info( struct utmp *utbufp )
{
printf("%-8.8s", utbufp->ut_name);//打印用户名
printf(" ");
printf("%-8.8s", utbufp->ut_line);//打印登录装置名
printf(" ");
printf("%10ld", utbufp->ut_time);//打印时间
printf(" ");
#ifdef SHOWHOST
printf("(%s)", utbufp->ut_host);//打印登录账号的远程主机名称
#endif
printf("\n");
return 0;
}
int main()
{
struct utmp current_record;
int utmpfd;
int reclen = sizeof(current_record);
if ( (utmpfd = open(UTMP_FILE, O_RDONLY)) == -1 ){
perror( UTMP_FILE );
exit(1);
}
while ( read(utmpfd, ¤t_record, reclen) == reclen )
show_info(¤t_record);//打印登录信息
close(utmpfd);
return 0;
}-
utmp结构体
struct utmp { short int ut_type; // 登录类型 pid_t ut_pid; // login进程的pid char ut_line[UT_LINE_SIZE]; // 登录装置名，省略了"/dev/" char ut_id[4]; // Inittab ID char ut_user[UT_NAMESIZE]; // 登录账号 char ut_host[UT_HOSTSIZE]; // 登录账号的远程主机名称 struct exit_status ut_exit; // 当类型为DEAD_PROCESS时进程的结束状态 long int ut_session; // SessionID struct timeval ut_tv; // 时间记录 int32_t ut_addr_v6[4]; // 远程主机的网络地址 char __unused[20]; // 保留未使用 }; -
ut_type有以下几种类型：
EMPTY：此为空的记录 RUN_LVL：记录系统run-level的改变 BOOT_TIME：记录系统开机时间 NEW_TIME:记录系统时间改变后的时间 OLD_TIME:记录当改变系统时间时的时间 INIT_PROCESS:记录一个由init衍生出来的进程 LOGIN_PROCESS:记录login进程 USER_PROCESS:记录一般进程 DEAD_PROSESS:记录一结束的进程 ACCOUNTING:目前尚未被使用
参考资料 《深入理解计算机系统》
总结：对代码的使用和运用，加深了对Linux系统下I/O级系统理解。