[CS][CS50] 메모리 - 파일 쓰기 / 파일 읽기

boostcource
모두를 위한 컴퓨터 과학 (CS50 2019) : David J. Malan
www.boostcourse.org/cs11
실습환경 : CS50 Sandbox & CS50 IDE

모두를 위한 컴퓨터 과학 (CS50 2019)

 

힙 오버플로우 / 스택 오버플로우

앞서 본 메모리 구조를 복습해보자.

[출처] 모두를 위한 컴퓨터 과학 (CS50 2019) 5-8

• machine code : 프로그램이 실행될 때 그 프로그램이 컴파일된 바이너리가 저장된다.
• globals : 프로그램 안에서 저장된 전역 변수가 저장된다.
• heap (힙) : malloc 로 할당된 메모리의 데이터가 저장된다.
  • malloc 에 의해 메모리가 더 할당될수록, 점점 사용하는 메모리의 범위가 아래로 늘어난다.
• stack (스택) : 프로그램 내의 함수와 관련된 것들이 저장된다.
  • 함수가 더 많이 호출 될수록, 점점 사용하는 메모리의 범위가 위로 늘어난다.

 

 

힙과 스택이 사용하는 메모리가 점점 늘어나다보면

제한된 메모리 용량 하에서는 기존의 값을 침범하는 상황도 발생할 것인데

이를 힙 오버플로우 또는 스택 오버플로우라고 칭한다.

 

 

 

---

사용자에게 입력 받기

스택은 우리가 이전에 써온 get_int나 get_string 과 같은 함수에서도 사용된다.

이런 함수들을 만일 직접 구현한다면 아래와 같은 코드가 될 것이다.

 

get_int

#include <stdio.h>

int main(void){
    int x;
    printf("x: ");
    scanf("%i", &x);
    printf("x: %i\n", x);
}
// > x: 3
// ? x: 3

 

get_string

#include <stdio.h>

int main(void){
    char s[5];
    printf("s: ");
    scanf("%s", s);
    printf("s: %s\n", s);
}
// > s: hello
// ? s: hello

 

 

 

---

파일 쓰기

사용자로부터 입력을 받아 파일에 저장하는 프로그램을 작성해보자.

#include <stdio.h>
#include <cs50.h>
#include <string.h>

int main(void){
    FILE*file = fopen("phonebook.csv", "a");
    char *name = get_string("Name: ");
    char *number = get_string("Number: ");
    fprintf(file, "%s : %s\n", name, number);
    fclose(file);
}

fopen이라는 함수를 이용해 FILE이라는 자료형을 불러오고

fprintf 함수를 이용해 printf처럼 파일에 직접 내용을 출력해준다.

그리고 작업의 종료를 알리는 fclose 함수를 사용해 마무리해준다.

실행 후 phonebook.csv 파일이 신규로 생성되고

그 안에 입력한 이름과 번호가 저장됨을 확인할 수 있다.

 

 

 

---

파일 읽기

이번에는 파일의 내용을 읽어서

파일의 형식이 JPG 이미지인지를 검사하는 프로그램을 작성해보자.

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[]){ // 파일명을 사용자로부터 입력 받음
    if(argc != 2){ // 파일명이 입력되지 않으면 종료
        return 1;
    }
    FILE*file = fopen(argv[1], "r"); // 파일 읽기(r)
    if(file == NULL){ // 파일이 제대로 열리지 않으면 종료
        return 1;
    }

    unsigned char bytes[3]; // 크기가 3인 문자배열 생성
    fread(bytes, 3, 1, file); // 파일에서 첫 3byte를 읽어옴
    if(bytes[0] == 0xff && bytes[1] == 0xd8 && bytes[2] == 0xff){
        printf("Maybe\n");
    } else {
        printf("No\n");
    }

    fclose(file); // 파일 닫기
}

 

이전에 JPG 이미지에 대해서 가볍게 언급한 내용이 있는데

JPG 형식의 파일은 꼭 255 216 255 (16진수로 표현 시 0xFF 0xD8 0xFF)로 시작되어야 한다.

이는 JPG를 정의할 때 만든 약속으로 JPG 파일을 검사하는데 활용할 수 있다.

 

완성된 프로그램이 의도대로

jpg 파일을 읽고나서는 Maybe라고 출력을, 그 외의 파일을 읽으면 No라고 출력됨을 확인할 수 있다.

 

 

 

+) JPG 외 다른 파일 형식도 이런 약속이 존재하며, 이를 파일 매직 넘버 또는 파일 시그니처라 부른다.

https://www.garykessler.net/library/file_sigs.html 등을 통해 참고할 수 있다.