实验一、系统调用基础
一、实验题目
在第2.3节中，我们描述了一个复制一个文件内容的程序
到目标文件。这个程序的工作原理是首先提示用户输入
源文件和目标文件的名称。使用以下命令编写这个程序
Windows或POSIX API。确保包含所有必要的错误
检查，包括确保源文件存在。
一旦你正确地设计和测试了程序，如果你
使用支持它的系统，使用跟踪的实用程序运行程序
fopen 创建文件系统调用。Linux系统提供strace实用程序，Solaris和
Mac OS X系统使用dtrace命令。和Windows系统一样
如果不提供这些功能，您将不得不通过Windows进行跟踪
版本本程序使用调试器。
二、相关原理与知识
（完成实验所用到的相关原理与知识）
Linux 系统调用相关基础知识
Linux C 文件读写相关基础知识
strace的使用
三、实验过程
（清晰展示实际操作过程，相关截图及解释）
为了模拟cp命令，我们主要通过命令行来传递参数，对于参数数量不符合的输入则直接终止程序。
if (argc != 3)
{
  puts("Usage: ./mycp source_file_path destination_file_path");
    exit(0);
}
对于要被拷贝的源文件，比较常规的思路是逐字节读入，若是读到 EOF 则说明读取到了文件末尾；但是在 Linux 下我们可以直接使用 fstat() 函数将一个文件的所有相关信息记录到一个stat结构体中，通过其st_size成员直接获取其长度，之后就可以直接通过 read(fd, buf, st.st_size) 读入文件内容。
src_fd = open(argv[1], O_RDONLY);
if (src_fd == -1)
{
  puts("Failed to open the source file!");
  exit(-1);
}
printf("fd of src: %d\n", src_fd);
fstat(src_fd, &src_st); // get source file length
buf = (char*) malloc(sizeof(char) * src_st.st_size);
if (buf == NULL)
{
  puts("Malloc error!");
  exit(-1);
}
read(src_fd, buf, src_st.st_size);
写入文件则可以通过 fwrite 完成，相比起我们手动通过文件描述符对文件进行操作而言，由glibc封装的相关文件操作更为方便，这里便不再赘叙。需要注意的便是在程序结束时别忘了关闭对应的文件流。
fwrite(buf, sizeof(char), src_st.st_size, dst_file);
puts("Done.");
fclose(dst_file);
close(src_fd);
四、实验结果与分析
由图上我们可以看出在进入到我们的主函数main之前程序首先先通过 mmap 系统调用将ld与libc等文件都映射到该进程的内存空间中，并使用mprotect()函数修改各数据段的读写执行权限，这些操作按照笔者的推测应当是由操作系统来完成的
接下来才是我们的程序的执行流程，我们可以看到虽然我们使用的是open()函数来打开目标文件，但是其所使用的系统调用为openat（系统调用号257）而不是open（系统调用号3），这是由于我们所传入的路径为相对路径而非绝对路径的原因，对于绝对路径openat会退化为open，不过并非本篇重点这里暂且不赘叙；随后我们的程序通过fstat系统调用获取到文件相关信息
接下来我们的程序使用write系统调用向stdout（文件描述符1）写入内容，在这里我们可以看出 printf 内部会真正用到的系统调用为write，且传递给系统调用的字符串为经过参数代换后的格式化字符串。
接下来我们可以看到，在fopen()函数创建文件时不仅会使用 openat 系统调用创建文件，还会使用fstat系统调用获取文件的相关信息；在这里笔者的程序虽然设定是先写入文件再输出 ”Done.” 字符串，但是从strace的结果来看似乎并非如此，笔者推测是由编译器将这个流程进行了优化。
最后便是关闭文件流，在这里虽然笔者分别使用了 “close() 关闭文件描述符”与“fclose()关闭FILE指针”这两种操作，但是我们不难看出其背后所使用的都是“通过close 系统调用关闭文件
描述符”这一方法

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