《信息安全系统设计与实现》第一周学习笔记

第一章

摘要
- 本章介绍了Unix的历史，包括贝尔实验室开发的Unix早期版本以及其他版本。此外，还介绍了Linux的开发及其各种发行版本，列出了适用于Linux的开发的各种硬件平台和虚拟机，并展示了如何将UbuntuLinux同时安装到Microsoft Windows中的VirtualBox虚拟机和VMware虚拟机上。本章还解释了Linux的启动过程(从Linux内核启动到用户登录和命令执行)，描述了Unix/Linux文件系统组织、文件类型和常用的Unix/Linux命令。最后，本章介绍了用户管理和维护 Linux系统需执行的一些系统管理任务。
关于本书
- 涵盖Unix/Linux的所有基本组件，包括进程管理、并发编程、定时器和时钟服务、文件系统、网络编程和MySQL数据库系统，并着重探讨了编程实践。
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
关于Unix
- Unix是一种通用型操作系统，采用PDP-11微型计算机开发，有许多个版本
  - AT&T Unix
  - Berkeley Unix
  - HP Unix
  - IBM Unix
  - Sun Unix
关于Linux
- Linux是一个类Unix系统，包含其他Unix系统的许多特性，拥有许多版本
  - Debian Linux
  - Ubuntu Linux
  - Linux Mint
  - 基于RPM的Linux
  - Slackware Linux
虚拟机上的Liunx
- VirtualBox
- VMware（目前正在使用）
- Parallels Desktop
Unix/Linux 命令
- ls:Is dirname:列出CWD或目录的内容。
- cd dirname:更改目录。
- pwd:打印CWD的绝对路径名。
- touch filename:更改文件名时间戳(如果文件不存在，则创建文件)。
- cat filename:显示文件内容。
- cp src dest:复制文件。
- mv src dest:移动或重命名文件。
- omkdir dirname:创建目录。
- rmdir dirname:移除(空)目录。
- rm filename:移除或删除文件。
- In oldfile newfile:在文件之间创建链接。
- find:搜索文件。
- grep:搜索文件中包含模式的行。
- ssh:登录到远程主机。
- gzip filename:将文件压缩为gz文件。
- gunzip filegz:解压.gz文件。
- tar-zcvffiletgz:从当前目录创建压缩tar文件。
- tar-zxvffiletgz:从tgz文件中解压文件。 man:显示在线手册页。
- zip file.zip filenames:将文件压缩为zip文件。
- unzip filezip:解压zip文件
用户账户
输入vi /etc/passwd

创建用户
sudo命令
- 允许用户以超级用户的身份执行命令

第二章

Linux中的文件编辑器
- vim编辑器
  vim有3种不同的操作模式
  命令模式：用于输入命令
  插入模式：用于输入和编辑文本
  末行模式：用于保存文件并退出
  要退出插入模式，按ESC。命令模式下，输入“：”进入末行模式，将文本保存为文件或退出vim
  - i：插入模式，插入文本
  - a：插入模式，追加文本
  - w：写入（保存文件）
  - q：退出vim
  - wq：保存并退出
  - q!：不保存更改，强制退出
- gedit编辑器
  
  gedit是Ubuntu及其他使用GNOME GUI用户界面的Linux的默认编辑器，包含用于编辑源代码和结构化文本的工具
- emacs编辑器
  
  emacs是一款强大的文本编辑器，可在多个不同的平台上运行，最受欢迎的版本是GNU Emacs。

以上三款编辑器都支持直接输入和全屏模式下的文本编辑，还支持关键词搜索，可用新文本替换字符串。

使用emacs
程序开发
（1）创建源文件
全局变量
局部变量
自动变量
静态变量
寄存器变量
（2）gcc把源文件转成二进制可执行文件
将C源文件转换为汇编代码文件
将汇编代码转换成目标代码
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
- a.out可执行文件
- ELF可执行文件
a.out文件的内容
- 文件头
- 代码段
- 数据段
- 符号表
程序执行过程
- 读取a.out文件头
- 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()
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
- 32位GCC中的运行时堆栈使用情况
- 64位GCC中的运行时堆栈使用情况
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
(1) 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 ()
(2)动态链接库
() gcc -c mysum.c ar rcs libmylib.a mysum.o gcc -static 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
- 在emacs IDE中使用GDB
  （1）源代码
  （2）编译源代码
  （3）启动GDB
  （4）多窗口GDB
  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

收获

学习Unix/Linux系统编程第一章对我了解Unix和Linux系统的相关历史和演变的过程有很大的帮助。这让我对于Linux的有了更加深入的理解，确立了我未来Linux学习的目标。
在第二章，我认为最有收获的内容是对编程背景的深入了解。通过第二章我学习了mkdir、rmdir、cd、ls、mv、rm、ln、find、file/stat、cat等常见命令的用法，我了解到这些命令在日常系统编程中的具体作用，是必不可缺的工具。这些知识对于编写系统级程序和系统工具非常重要。