COPY程序的编写
（作者：Baron_wu 禁止转载）
一、实验描述
在这个实验中，我们要做一个程序，这个程序是将一个文件的内容复制到一个目标文件。首先这个程序提示用户输入要复制的原始文件的名字，以及要复制到的目标文件的名字。
确保包括必要的错误检查，包括确保原始文件存在。再使用程序的同时我们要监视这个过程中所用到的系统调用。Linux可使用strace来完成。
二、相关原理与知识
（完成实验所用到的相关原理与知识）
系统调用的工作方式：
一般的，进程是不能访问内核的。它不能访问内核所占内存空间也不能调用内核函数。CPU硬件决定了这些（这就是为什么它被称作"保护模式"）。系统调用是这些规则的一个例外。其原理是进程先用适当的值填充寄存器，然后调用一个特殊的指令，这个指令会跳到一个事先定义的内核中的一个位置（当然，这个位置是用户进程可读但是不可写的）。在Intel CPU中，这个由中断0x80实现。硬件知道一旦你跳到这个位置，你就不是在限制模式下运行的用户，而是作为操作系统的内核–所以你就可以为所欲为。
进程可以跳转到的内核位置叫做sysem_call。这个过程检查系统调用号，这个号码告诉内核进程请求哪种服务。然后，它查看系统调用表(sys_call_table)找到所调用的内核函数入口地址。接着，就调用函数，等返回后，做一些系统检查，最后返回到进程（或到其他进程，如果这个进程时间用尽）。如果你希望读这段代码，它在==<内核源码目录>/kernel/entry.S，Entry(system_call)==的下一行。
图为运行过程中用户模式到内核模式的一个open函数的调用。
图为参数存在内存的图和表中，并将块的地址通过寄存器来传递。
图为c程序在调用printf时，c程序库拦截这个调用来调用必要的操作系统调用write（）。然后c程序再将write的返回值返回给用户。
三、实验过程
（实际操作过程，相关截图及解释）
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创建一个copy.c文件，写入代码
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写入的复制文件的代码（一种方式为用户在执行程序时就传入参数，另一种方式为交互式让用户输入参数<注释掉的代码>。）
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编译写好的copy.c文件
- strace 显示这些调用的参数并返回符号形式的值。strace 从内核接收信息，而且不需要以任何特殊的方式来构建内核。-o
xxx.txt 输出到某个文件。./copy即为运行copy。
查看复制后的文件的内容
- 利用ls查看所有生成的文件，即由strace生成的copy.txt文件以及复制后得到的copy1.c文件
- 查看生成的copy.txt文件的内容
- 输入strace -c ./copy来获取复制过程中所调用的系统函数，可以看到此过程中调用的read、write、open、close…等函数。
- 实验分析：根据指令strace -c ./copy可以看到在文件复制过程中使用了文件系统控制系统调用。
read：读文件
write：写文件
open：打开文件
close：关闭文件描述字
fstat：取文件状态信息
lseek：移动文件指针
mmap：映射虚拟内存页
mprotect:设置内存映像保护
munmap:去除内存页映射
brk:改变数据段空间的分配
access:确定文件的可存取性
execve:运行可执行文件
arch_prctl: 函数设置架构的具体进程或线程状态
源代码
（源程序）c程序源代码
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc,char *argv[])
{
FILE * fin;
FILE * fout;
int ch;
char *f_read = argv[1];
char *f_write = argv[2];
// printf("input the file :");
// scanf("%s",f_read);
// printf("input the new file name :");
// scanf("%s",f_write);
fin = fopen(f_read,"rb");
fout = fopen(f_write,"wb");
ch = getc(fin);
while(ch != EOF)
{
putc(ch,fout);
ch = getc(fin);
}
return 0;
}
执行程序的指令：
- vim copy.c打开copy.c并进行编辑
- gcc -o copy copy.c编译copy.c生成copy程序
- ./copy执行copy程序
- cat copy1.c查看复制后的文件copy.txt的内容
- strace -o copy.txt ./copy监视copy程序的执行，并生成一个copy.txt监视文件
- strace -c ./copy查看执行copy程序时调用了那些系统调用