《信息安全系统设计与实现》第一周学习笔记

20201303张奕博

一、任务要求

自学教材第1，2章，提交学习笔记（10分）

• 知识点归纳以及自己最有收获的内容 （3分）
• 问题与解决思路（2分）
• 实践内容与截图，代码链接（3分）
  ...（知识的结构化，知识的完整性等，提交markdown文档，使用openeuler系统等）（2分）

二、知识总结

第一章

（1）关于本书

• 系统编程
  系统编程是计算机科学和计算机工程教育不可或缺的一部分，对学习操作系统、嵌入式系统、数据库系统、数据挖掘、人工智能等方面有着重要的作用。
• 本书目标
  • 强化学生的编程背景知识
  • 动态数据结构的应用
  • 进程概念和进程管理
  • 并发编程
  • 定时器和定时共嗯
  • 信号、信号处理和进程间通信
  • 文件系统
  • TCP/IP和网络编程

（2）关于Unix/Linux

Unix历史发展

• AT&T Unix
• Berkeley Unix
• HP Unix
• IBM Unix
• Sun Unix

Linux历史发展

• Debian Linux
• Ubuntu Linux
• Linux Mint
• 基于RPM的Linux
• Slackware Linux

（3）虚拟机上的Liunx

• 下载VMware和ubuntu
  
  
• 一些命令操作
• sudo command
  
  
  
• Ubuntn Linux系统管理

  • 用户账户
    

  • 添加新用户
    

第二章

文本编辑器

• vim
  • 命令模式
  • 插入模式
  • 末行模式
• gedit
• emacs（比较好用）

使用emacs

我这里遇到了安装问题，目前还没有解决。
使用sudo yum install emacs 之后会有cannot find a valid baseurl for repo的报错
我查找了网络（https://blog.csdn.net/shunzi2016/article/details/83659466）也找到了对应文件，但是没有权限更改

程序开发步骤

（1）创建源文件

• 全局变量
• 局部变量
• 自动变量
• 寄存器变量

还有易失性变量：用作内存映射I/O的地址或者通过中断处理程序或多个执行线程来访问的全局变量，易失性关键字可以阻止C编译器优化用这些变量进行操作的代码。

（2）gcc把源文件转成二进制可执行文件

gcc三个步骤：

• 将源文件转换为汇编代码（编译）
• 将汇编代码转换成目标代码（汇编）
  .o（汇编）文件包含
  • 一个文件头，包含代码段、数据段和BSS段的大小
  • 一个代码段，包含机器指令
  • 一个数据段，包含初始化全局变量和初始化静态局部变量
  • 一个BSS段，包含未初始化全局变量和未初始化静态局部变量
  • 代码中的指针以及数据和BSS中的偏移量的重定位信息
  • 一个符号表，包含非静态全局变量、函数名称及其属性
• 将目标代码转换成二进制可执行文件（链接）

静态和动态链接

• 动态链接
  • 可以减小每个a.out文件大小
  • 许多执行程序可以在内存中共享相同库函数
  • 修改库函数不需要重新编译源文件

可执行文件

• 二进制可执行平面文件
  仅包含可执行代码和初始化数据

• a.out可执行文件

  • 传统的a.out文件包含文件头（tsize、dsize、bsize、total_size）、代码段、数据段、bss段、符号表
  • 一般情况下，使用 gcc编译器编译 .c/.cpp文件时:
    1、如果直接编译，不加 -o (gcc file1.c) 则其产生的可执行文件默认为 a.out
    2、若加入 -o ( gcc file1.c -o file1.o) 则产生的可执行文件为 file1.o

• ELF可执行文件
  可执行的链接格式文件，包含一个或多个程序段，每个程序段均可可加载至特定的内存地址。在Linux中，默认的二进制可执行文件为ELF文件。更适合动态链接

程序执行过程

在类Unix操作系统中，在sh命令行a.out one two three执行a.out文件，以标记字符串作为命令行参数。
为执行命令，sh创建一个子进程并等待改子进程终止。子进程运行时，sh使用a.out文件执行新的执行映像

• 读取a.out文件头
  Total_Size = _brk + stackSize
  e.g main(){main();}

• sh从总大小中分配一个内存区给执行映像。

• sh放弃旧映像，开始执行新映像。

• 执行从crt0.o开始，调用main()，将argc和argv作为参数传递给main()，可以写成

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

（5）程序终止

• 正常终止
  如果程序执行成功，main()最终会返回到crt0.out，调用库函数exit(0)（系统调用）来终止进程
• 异常终止
  • 遇到错误，如无效地址，非法指令，越权等
  • 按下ctrl+C可以产生硬件中断
  • 用kill -s signal_number pid #signal_number=1 to 31向通过pid识别的目标进程发送信号

C语言中的函数调用

• long jump
• C语言程序与汇编代码的链接
  • gcc生成的汇编代码
    • 入口代码
    • 函数体代码
    • 退出代码

链接库

• 动态链接库
  gcc -c mysum.c
ar rcs libmylib.a mysum.o
gcc -static t.c -L. -lmylib
a.out
• 静态链接库
  -L.指定链接库路径 -l指定链接库
  gcc -c -fPIC mysum.c
gcc -shared -o libmylib.so mysum.o
gcc t.c -L. -lmylib
a.out

makefile

• make工具是一个程序，它按照顺序读取makefile，以自动有选择的执行编译链接。
  一个make文件由一系列目标项、依赖项和规则组成
• 当make程序读取makefile时，通过比较依赖项列表中源文件的时间戳来确定要构建哪些目标项

GDB调试工具

• GDB是GNU开源组织发布的一个强大的UNIX下的程序调试工具。与Window下的IDE不同，GDB是纯命令行执行的，并没有图形界面方法。
• GDB的常规应用
  • 自定义程序的启动方式（指定影响程序运行的参数）
  • 设置条件断点（在条件满足时暂停程序的执行）
  • 回溯检查导致程序异常结束的原因（Core Dump）
  • 动态改变程序执行流（定位问题的辅助方式）
• GDB的启动方式
  • 1.gdb
  • 2.gdb test.out
  • 3.gdb test.out core

C语言结构体(参考上学年所学的数据结构)

结构体和指针

类型转换

链表

• 单项链表
  

• 链表遍历

• 搜索链表

• 插入
  

• 优先级队列（FIFO）

• 删除操作
  

• 循环链表
  

• 双向链表
  

树和二叉树

• 二叉搜索树
  
  （参考：https://www.cnblogs.com/zhangbaochong/p/5492877.html）
• 二叉树遍历算法
  • 先序遍历
  • 中序遍历
  • 后序遍历
• 深度优先遍历
• 广度优先遍历
  

标签：可执行文件,gcc,第一周,代码,信息安全,笔记,Unix,Linux,out
来源： https://www.cnblogs.com/sanfeng-ooo/p/16655656.html