《信息安全系统设计与实现》第四周学习笔记

文件操作

文件操作级别

文件操作分为五个级别：
- 硬件级别
  1. fdisk
  2. mkfs
  3. fsck
  4. 碎片整理
- 操作系统内核中的文件系统函数
- 系统调用
- I/O库函数
- 用户命令
- sh脚本

文件I/O操作

双线上方的上半部分表示内核空间，下半部分表示进程的用户空间
该图显示了进程读/写文件流时的操作序列

低级别文件操作

分区

一个块存储设备，如硬盘、U盘、SD卡等，可以分为几个逻辑单元，称为分区
fdisk是一个交互程序。它有一个显示所以命令的帮助菜单。它收集用户的输入，在内存中创建一个分区表，该分区表仅在用户输入w命令时才被写入磁盘映像的MBR。但是在内存中，它允许用户创建、检查和修改分区。

格式化分区

为了存储文件，必须先为特定的文件系统准备好分区，该操作习惯上称为格式化磁盘或磁盘分区。

挂载分区

用dd命令创建一个虚拟磁盘映像
- dd if=/dev/zero of=vdisk bs=1024 count=32768
在vdisk上运行fdisk来创建一个分区P1
- fdisk vdisk
使用以下扇区数在vdisk的分区1上创建一个循环设备
- losetup -o $(expr 2048 * 512) --sizelimit $(expr 65535 * 512) /dev/loop1 vdisk

使用系统调用进行文件操作

系统调用

系统调用（简称syscall）是一种允许进程进入Kmode以执行Umode不允许操作的机制

系统调用手册页

man2子目录中列出了所以系统调用手册页
man 2 stat
man 2 open
man 2 read

使用系统调用进行文件操作

系统调用必须由程序发出，它们的用法就像普通函数调用一样。每个系统调用都是一个库函数，它汇集系统调用参数，并最终向操作系统内核发出一个系统调用

常用的系统调用

stat: 获取文件状态信息
- int stat(char *filename, struct stat *buf)
  int fstat(int filedes, dtruct stat *buf)
  int lstat(char *filename, struct stat *buf)
open: 打开一个文件进行读、写、追加
- int open(char *file,int flags, int mode)
close: 关闭打开的文件描述符
- int close(int fd)
read：读取打开的文件描述符
- int read(int fd,char buf[ ],int count)
write：写入打开的文件描述符
- int write(int fd, char buf[ ], int count)

链接文件

硬链接文件
- 命令
  ln oldpath newpath
- 创建从newpath到oldpath的硬链接。对应的系统调用
  link(char *oldpath, char *newpath)
软链接
- 命令
  ln -s oldpath newpath
- 创建从newpath到oldpath的软链接或符号链接。对应的系统调用
  symlink(char *oldpath, char *newpath)

stat系统调用

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <sys/stat.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <unistd.h>

 int main() {
 const char *file_path = "/path/to/your/file"; // 替换成您要查询的文件的路径
 struct stat file_info;

 // 使用stat()函数获取文件信息
 if (stat(file_path, &file_info) == 0) {
  printf("文件信息:\n");
  printf("文件大小: %ld 字节\n", file_info.st_size);
  printf("文件权限: %o\n", file_info.st_mode & 0777);
  printf("文件拥有者的用户ID: %d\n", file_info.st_uid);
  printf("文件拥有者的组ID: %d\n", file_info.st_gid);
  printf("设备ID: %ld\n", file_info.st_dev);
 } else {
  perror("获取文件信息失败");
  return EXIT_FAILURE;
 }

 return EXIT_SUCCESS;
 }