20145326蔡馨熠《信息安全系统设计》第2周学习总结

教材学习内容总结

一、计算机系统与链接

• 信息就是位+上下文，都是由一串位表示的，区分不同数据对象的唯一方法是我们读到这些数据对象时的上下文。ASCII字符构成的文件是文本文件，所有其他文件都是二进制文件。
• 文件是字节序列
• Hello程序的生命周期从高级C语言程序开始，每条C语句被转化为一系列“低级机器语言”指令，然后这些指令按照“可执行目标程序”的格式打包，并以二进制磁盘文件的形式存放起来，目标程序也称为“可执行目标文件”。
• 源文件到目标文件的转化由编译器驱动程序完成：gcc -o hello hello.cGCC编译器驱动程序读取源文件并把它翻译成一个可执行目标文件。翻译过程分为四个阶段：预处理、编译、汇编、链接，预处理器、编译器、汇编器、链接器一起构成编译系统。
• 计算机系统是由硬件和系统软件组成的，程序被其他程序翻译成不同的形式，开始时是ASCII文本，然后被编译器和链接器翻译成二进制可执行文件
• 系统的硬件组成：总线、I/O设备、内存、处理器
• 并发：一个同时具有多个活动的系统。
• 并行：用并发使一个系统运行地更快，并行可以在计算机系统多个抽象层次上运用。按照系统层次结构由高到低的顺序强调三个层次：线程级并发、指令级并行、单指令多数据并行
• 处理器读取并解释存放在主存里的二进制指令
• 操作系统内核是应用程序和硬件之间的媒介，提供三个基本的抽象：

a.文件是对I/O设备的抽象；
b.虚拟存储器是对主存和磁盘的抽象；
c.进程是对处理器、主存和I/O设备的抽象。

• 网络提供了计算机系统之间通信的手段

• 静态链接器主要任务：符号解析、重定位

• 目标文件形式：可重定位目标文件、可执行目标文件、共享目标文件
• 每个可重定位目标模块m都有一个符号表，它包含m所定义和引用的符号的信息。有三种不同的符号：

a.由m定义并能被其他模块引用的全局符号
b.由其他模块定义并被模块m引用的全局符号
c.只被模块m定义和引用的本地符号

二、Vim编辑器

VIMTUTOR是个实践教程，通过实践30分钟让你对VIM编辑器入门，只要在命令行中输入vimtutor,然后跟着教程练习就可以了~

1.一般操作
Vim可以仅仅通过键盘在任意模式之中进行切换，这就使得Vim可以不用进行菜单或者鼠标操作，使文字录入员或者程序员可以大大增强速度和效率。vim有6种基本模式（常用的是普通模式、插入模式和命令行模式）：

• 普通模式(Normal mode)：在普通模式中，用的编辑器命令，比如移动光标，删除文本等等。这也是Vim启动后的默认模式。在普通模式中，进入插入模式比较普通的方式是按a（append／追加）键或者i（insert／插入）键。
• 插入模式(Insert mode)：在插入模式中，可以按ESC键回到普通模式。
• 可视模式(Visual mode)：命令多与字母v有关，移动命令会扩大高亮的文本区域。高亮区域可以是字符、行或者是一块文本。
• 选择模式(Select mode)：这个模式中，可以用鼠标或者光标键高亮选择文本，不过输入任何字符的话，Vim会用这个字符替换选择的高亮文本块，并且自动进入插入模式。
• 命令行模式(Command line mode)：在命令行模式中，执行命令（:键），搜索（/和?键）或者过滤命令（!键）。在命令执行之后，Vim返回到命令行模式之前的模式，通常是普通模式。
• Ex模式(Ex mode)：这和命令行模式比较相似，在使用:visual命令离开Ex模式前，可以一次执行多条命令。
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2.三种常用模式的切换：

• vim启动进入普通模式；
• 处于插入模式或命令行模式时只需要按Esc即可进入普通模式；
• 普通模式中按i（插入）进入插入模式；
• 普通模式中按:进入命令行模式；
• 命令行模式中输入wq回车后保存并退出vim。
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3.进入vim：

• 在终端中输入 vim 文件名；
• 在终端中输入vim，进入vim界面中，进入命令行模式输入：e 文件路径（文件名）
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4.游标移动（在普通模式下，按Esc进入普通模式）：

• 命令行模式下保存文档：从普通模式输入:进入命令行模式，输入w回车，保存文档。输入:w 文件名可以将文档另存为其他文件名或存到其它路径下。

• 退出vim（常用）：

a.命令行模式下退出vim：从普通模式输入:进入命令行模式，输入wq回车，保存并退出编辑。 
b.普通模式下退出vim：普通模式下输入Shift+zz即可保存退出vim。

• 快速缩进（缩进操作均在普通模式下有效）：

a.使用命令进行快速调整缩进操作：通模式下输入15G，跳转到15行；普通模式下输入>>整行将向右缩进（使用，用于格式化代码超爽）；普通模式下输入<<整行向左回退；普通模式下输入:进入命令行模式下对shiftwidth值进行设置可以控制缩进和回退的字符数。
b.shiftwidth命令：shiftwidth命令是指>>命令产生的缩进（可以简写成sw） 普通模式下输入:进入命令行模式；对shiftwidth值进行设置可以控制缩进和回退的字符数。 获取目前的设定值:set shiftwidth?；设置缩进为10个字符:set shiftwidth=10。

• 调整文本位置：

a.命令行模式下输入:ce(center)命令使本行内容居中
b.命令行模式下输入:ri(right)命令使本行文本靠右
c.命令行模式下输入:le(left)命令使本行内容靠左

• 查找：

a.普通模式下输入/向下查找，输入？向上查找，n表示继续查找，N反向查找。
b.普通模式下输入\*寻找游标所在处的单词
c.普通模式下输入\#同上，但\*是向前（上）找，#则是向后（下）找
d.普通模式下输入g\*同\*，但部分符合该单词即可
e.普通模式下输入g\#同\#，但部分符合该单词即可

• 使用vim编辑多个文件：

a.编辑多个文件有两种形式：一种是在进入vim前使用的参数就是多个文件；另一种就是进入vim后再编辑其他的文件。同时创建两个新文件并编辑$ vim 1.txt 2.txt 
b.默认进入1.txt文件的编辑界面：命令行模式下输入:n编辑2.txt文件，可以加!即:n!强制切换，之前一个文件的输入没有保存，仅仅切换到另一个文件；命令行模式下输入:N编辑1.txt文件，可以加!即:N!强制切换，之前文件内的输入没有保存，仅仅是切换到另一个文件。

• 进入vim后打开新文件：

a.命令行模式下输入:e 3.txt打开新文件3.txt
b.命令行模式下输入:e#回到前一个文件
c.命令行模式下输入:ls可以列出以前编辑过的文档
d.命令行模式下输入:b 2.txt（或者编号）可以直接进入文件2.txt编辑 
e.命令行模式下输入:bd 2.txt（或者编号）可以删除以前编辑过的列表中的文件项目
f.命令行模式下输入:e! 4.txt，新打开文件4.txt，放弃正在编辑的文件
g.命令行模式下输入:f显示正在编辑的文件名
h.命令行模式下输入:f new.txt，改变正在编辑的文件名字为new.txt

• 恢复文件：vim -r进入文档后，输入:ewcover 1.txt来恢复。

• 创建加密文档：$ vim -x file1

三、GCC的使用

1.gcc 编译程序的流程：

• 预处理：gcc –E cxy.c –o cxy.i;gcc –E调用cpp，产生预处理过的C原始程序
• 编译：gcc –S cxy.i –o cxy.s;gcc –S调用ccl，产生汇编语言原始程序
• 汇编：gcc –c cxy.s –o cxy.o;gcc -c调用as，产生目标文件
• 链接：gcc cxy.o –o cxy;gcc -o调用ld，产生可执行文件
• 运行：./cxy
• 

2.库选项：-static（进行静态编译，即链接静态库、禁止使用动态库）、-shared（生成动态库文件、进行动态编译，在没有动态库时才会链接同名静态库）、-L dir（在库文件的搜索路径列表中添加dir目录）、-lname、-fPIC（生成使用相对地址的位置无关的目标代码，然后使用gcc的-static选项从该PIC目标文件生成动态库文件）

3.静态库是一系列的目标文件（.o文件）的归档文件（（lib+name）.a文件)；链接阶段，选择静态库，后缀名为“.a”,选择动态库，后缀名为“.so”。

• 静态链接库的生成：gcc -c 文件名.c ar rcsv libxxx.a xxx.o；
• 静态库的使用：gcc -o 文件名 文件名.c -L. -lxxx //链接到静态库；
• 

4.共享库的生成：gcc -fPIC -c xxx.cgcc -shared -olibxxx.so xxx.o；共享库的使用：gcc -o main main.c -L. -lxxx

5.注册共享库的方法:

• 修改/etc/ld.so.conf文件
• 修改LDLIBRARYPATH环境变量
• 将库文件直接复制到/lib或者/usr/lib目录下：cp (lib+name).so /lib

四、GDB的使用

• 程序的运行状态有“运行”、“暂停”、“停止“三种。

• 主要操作：

• 查看文件：l

• 设置断点：在b后加入相对应的行号。例b 6
• 查看断点情况：设置完断点后键入info b，在gdb中可以设置多个断点。bt查询调用函数的情况
• 运行代码：默认从首行开始运行代码，键入r；r+行号：从该行号开始运行
• 查看变量值：p变量。例：p n
• 单步运行：n或s，s会进入函数，n不会进入函数
• 恢复程序运行：c
• 帮助信息：h
• 断点的设置：
• 函数：b 文件名.c：函数名
• 行：b 行数
• 条件：b 行数 if 表达式（例如：b 9 if == 12）
• 临时：tb [文件名：]行号或函数名 <条件表达式>

五、MakeFile的使用

• 一个工程中的源文件不计其数，按其类型、功能、模块分别放在若干个目录中。makefile定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至进行更复杂的功能操作。其带来的好处就是——“自动化编译”，一但写好，只需要一个make命令，整个工程完全编译，极大的提高了软件的开发效率。
• makefile文件编写规则：

a.目标文件：由make创建，通常是目标文件或可执行文件
b.依赖文件:创建目标体所依赖的文件
c.运行命令：创建每个目标体时需要的运行命令，必须以tab键开头
d.格式为：目标文件：依赖文件列表[tab键]各目标体运行命令（注意不是空格）
e.使用make的格式：make 目标文件

• makefile变量的定义：

a.递归展开方式：在引用该变量时进行替换（不能用于引用自己的情况），缺点：不能在变量后追加内容
b.格式定义：VAR = var
c.展开方式：在定义处展开，并只展开一次。优点：消除变量的嵌套引用
d.格式定义：VAR ：= var
e.make中变量的使用格式： $(变量名)
f.变量名的命名：不包括“：”、“#”、“=”以及结尾空格的任何字符串；变量名大小写不敏感

学习过程中的问题

1.进行GDB调试时，出现错误！

原因及解决：原因是生成的二进制可执行文件没有使用-g选项。
gcc中-g选项是为了获得有关调试信息，要用gdb进行调试，必须使用-g生成二进制可执行文件！

代码托管情况

学习进度条

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