二进制文件查看方法

二进制文件查看

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file

作用: 帮助确定文件类型

这是进行二进制分析的起点.

> file /bin/ls
/bin/ls: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), dynamically linked, 
interpreter /lib64/ld-linux-x86-64.so.2, for GNU/Linux 2.6.32, 
BuildID[sha1]=d0bc0fb9b3f60f72bbad3c5a1d24c9e2a1fde775, stripped

> file /lib/x86_64-linux-gnu/libpam.so.0.83.1 
/lib/x86_64-linux-gnu/libpam.so.0.83.1: ELF 64-bit LSB shared object, x86-64, 
version 1 (SYSV), 
dynamically linked, BuildID[sha1]=a2ae7b18e356a9433e3c9fae6b42d5c7a92d7140, 
stripped

> file /ect/passwd
/etc/passwd: ASCII text

ldd

作用: 打印共享对象依赖关系

如果一个可执行文件上使用了上面的 file 命令, 肯定能够看到输出中的 动态链接(dynamic linked)
信息.

在开发软件的时候, 尽量不要重复造轮子. 有一组常见的任务是大多数软件需要的, 比如打印输出或从标准输入,
打开的文件中读取等. 这些常见的任务都被抽象成一组通用的函数, 然后每个人都可以使用, 而不是写出自己的变
体. 这些常用的函数被放在一个叫 libc 或 glibc 的库中.

如何找到可执行程序所依赖的库? 这就是 ldd 命令的作用了. 对动态链接的二进制文件运行该命令会显示出所
有依赖库和它们的路径.

> ldd /bin/ls
	linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffc9adf7000)
	libselinux.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/libselinux.so.1 (0x00007f5330522000)
	libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f5330158000)
	libpcre.so.3 => /lib/x86_64-linux-gnu/libpcre.so.3 (0x00007f532fee8000)
	libdl.so.2 => /lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (0x00007f532fce4000)
	/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f5330744000)
	libpthread.so.0 => /lib/x86_64-linux-gnu/libpthread.so.0 (0x00007f532fac7000)

ltrace

作用: 库调用跟踪器

ldd 命令是找到可执行程序所依赖的库. 然而, 一个库可以包含数百个函数. 在这上百个函数中, 哪些是二进制
程序正在使用的实际函数?

ltrace 可以显示 运行时 从库中调用的所有函数. 下面的例子中, 可以看到被调用的函数名称, 以及传递给
该函数的参数. 也可以在输出的最右边看到函数的返回内容.

> ltrace pwd
__libc_start_main(0x401720, 1, 0x7ffe80d59d38, 0x404c60 
getenv("POSIXLY_CORRECT")                                    = nil
strrchr("pwd", '/')                                          = nil
setlocale(LC_ALL, "")                                        = "en_US.UTF-8"
bindtextdomain("coreutils", "/usr/share/locale")             = "/usr/share/locale"
textdomain("coreutils")                                      = "coreutils"
__cxa_atexit(0x402440, 0, 0, 0x736c6974756572)               = 0
getopt_long(1, 0x7ffe80d59d38, "LP", 0x405200, nil)          = -1
getcwd(0, 0)                                                 = ""
puts("/home/user"/home/user
)                                                            = 11
free(0xdb8030)                                               = 
__fpending(0x7efe30f30620, 0, 0x402440, 0x7efe30f30c70)      = 0
fileno(0x7efe30f30620)                                       = 1
__freading(0x7efe30f30620, 0, 0x402440, 0x7efe30f30c70)      = 0
__freading(0x7efe30f30620, 0, 2052, 0x7efe30f30c70)          = 0
fflush(0x7efe30f30620)                                       = 0
fclose(0x7efe30f30620)                                       = 0
__fpending(0x7efe30f30540, 0, 0x7efe30f31780, 0)             = 0
fileno(0x7efe30f30540)                                       = 2
__freading(0x7efe30f30540, 0, 0x7efe30f31780, 0)             = 0
__freading(0x7efe30f30540, 0, 4, 0)                          = 0
fflush(0x7efe30f30540)                                       = 0
fclose(0x7efe30f30540)                                       = 0
+++ exited (status 0) +++

hexdump

作用: 以ASCII, 十进制, 十六进制 或 八进制显示文件内容.

通常情况下, 当使用应用程序打开一个文件, 而它不知道处理该文件时, 就会出现这种状况. 尝试使用 vim
打开一个可执行文件或者视频文件, 会在屏幕上看到的只是抛出的乱码.

在 hexdump 中打开未知文件, 可以帮助你看到文件的具体内容.

strings

作用: 打印文件中的可打印字符的字符串.

如果只是在二进制中寻找可打印的字符, 那么 hexdump 就显得矫枉过正.

在开发软件的时候, 各种文件/ASCII信息会被添加到其中, 比如打印的信息, 调试信息, 帮助信息, 错误信息等.
只要这些信息都存在于二进制当中, 就可以使用 strings 命令将其转储到屏幕上.

readelf

作用: 显示有关 ELF 文件的信息.

ELF (Executable and Linked File Format) 是可执行文件或二进制文件的主流格式, 不仅是 Linux
系统, 也是各种 UNIX 系统的主流文件格式. 如果已经使用了像 file 命令这样的工具, 它告诉你文件的格式
是 ELF 格式, 那么下一步就是使用 readelf 命令和它的各种选项来进一步分析文件.

> readelf -h /bin/ls
ELF 头：
  Magic：  7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 
  类别:                              ELF64
  数据:                              2 补码，小端序 (little endian)
  版本:                              1 (current)
  OS/ABI:                            UNIX - System V
  ABI 版本:                          0
  类型:                              DYN (共享目标文件)
  系统架构:                          Advanced Micro Devices X86-64
  版本:                              0x1
  入口点地址：              0x56d0
  程序头起点：              64 (bytes into file)
  Start of section headers:          132936 (bytes into file)
  标志：             0x0
  本头的大小：       64 (字节)
  程序头大小：       56 (字节)
  Number of program headers:         9
  节头大小：         64 (字节)
  节头数量：         29
  字符串表索引节头： 28 

strace

作用: 跟踪系统调用和信号.

lstrace 和 strace 唯一的区别是, strace 工具不是追踪调用的库, 而是 追踪系统调用.

举个例子, 如果想要把一些东西打印到屏幕上, 会使用标准库 libc 中的 printf 或 puts 函数; 但是,
在底层, 最终会有一个名为 write 的系统调用来实际把东西打印到屏幕上.

一个 nginx 的 worker 进程:

> sudo strace -p 6022
strace: Process 6022 attached
epoll_wait(8, [{EPOLLIN, {u32=3055601136, u64=94883178137072}}], 512, -1) = 1
accept4(6, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(45104), sin_addr=inet_addr("127.0.0.1")}, [112->16], SOCK_NONBLOCK) = 3
epoll_ctl(8, EPOLL_CTL_ADD, 3, {EPOLLIN|EPOLLRDHUP|EPOLLET, {u32=3055601617, u64=94883178137553}}) = 0
epoll_wait(8, [{EPOLLIN, {u32=3055601136, u64=94883178137072}}], 512, 60000) = 1
accept4(6, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(45106), sin_addr=inet_addr("127.0.0.1")}, [112->16], SOCK_NONBLOCK) = 11
epoll_ctl(8, EPOLL_CTL_ADD, 11, {EPOLLIN|EPOLLRDHUP|EPOLLET, {u32=3055601857, u64=94883178137793}}) = 0
epoll_wait(8, [{EPOLLIN, {u32=3055601617, u64=94883178137553}}], 512, 60000) = 1
recvfrom(3, "GET / HTTP/1.1\r\nHost: 127.0.0.1\r"..., 1024, 0, NULL, NULL) = 622
stat("/opt/local/nginx/html/index.html", {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=417, ...}) = 0
openat(AT_FDCWD, "/opt/local/nginx/html/index.html", O_RDONLY|O_NONBLOCK) = 12
fstat(12, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=417, ...}) = 0
writev(3, [{iov_base="HTTP/1.1 304 Not Modified\r\nServe"..., iov_len=180}], 1) = 180
write(5, "127.0.0.1 - - [11/May/2020:20:53"..., 182) = 182
close(12)                               = 0
setsockopt(3, SOL_TCP, TCP_NODELAY, [1], 4) = 0
epoll_wait(8, 

strace 用法

strace [-CdffhiqrtttTvVwxxy] [-I n] [-e expr]...
       [-a column] [-o file] [-s strsize] [-P path]...
       -p pid... / [-D] [-E var=val]... [-u username] PROG [ARGS]

or
    
strace -c[dfw] [-I n] [-e expr]... [-O overhead] [-S sortby]
       -p pid... / [-D] [-E var=val]... [-u username] PROG [ARGS]

Output format:
-a column 在特定列 (默认列是40) 中对齐返回值.

-k 在每个系统调用之后 (实验的) 打印被跟踪进程的执行堆栈跟踪. 仅当使用 libunwind 构建strace时,
此选项才可用.

-o file 将跟踪输出到 FILE 而不是stderr
-s strsize 指定要打印的最大字符串大小(默认为32). 请注意, 文件名不视为字符串, 并且始终完整打印.

-r 打印相对时间戳
-t 打印绝对时间戳
-tt 打印带有纳秒的绝对时间戳
-T 打印每个syscall的调用时间

-x 以十六进制打印非ASCII字符串
-xx 以十六紧张打印所有的字符串

-y 与 文件描述符 关联的打印 路径
-yy 与 套接字文件描述符 关联的打印 协议特定信息

Statistics:
-c 计算每个系统调用的时间, 调用和错误, 并报告摘要(常规输出被禁止)
-C 像 -c 一样, 也可以打印常规输出
-S sortby 对系统调用统计信息排序: time, calls, name, nothing (default time)

Filtering:
-e expr 表达式: option=[!]all or option=[!][?]val1[,[?]val2]..., 其中 option 是
trace, abbrev, verbose, raw, signal, read, write, fault, inject 之一.
而 val 是 限定的符号 或 数字. 默认的 option 是 trace. 使用 ! 表示区反. 例如, -e open
等效于 -e trace=open, 表示跟踪 open 系统调用. 相反的, -e trace=!open, 表示跟踪除了 open
之外的系统调用. 如果没有系统调用与提供的条件匹配, 则系统调用条件之前的 ? 允许运行抑制错误. 除此之外,
特殊值 all 和 none 没有明显的含义.

-e trace=set 仅追踪指定的系统调用集合. 例如, trace=open,close,read,write 表只追踪这四个系统调用.
如果仅监视一部分系统调用, 则在推断 user/kenel 边界的时候要小心. 默认值是 trace=all

-e trace=%file, 跟踪所有以文件名作为参数的系统调用. 可以将其视为 -e trace=open,stat,chmod,unlink,...
的缩写, 这对于查看进程所引用的文件很有用. 此外, 使用缩写将确保不会意外忘记在列表中包括 lstat 之类的调
用.

-e trace=%process
-e trace=%network
-e trace=%signal
-e trace=%ipc
-e trace=%desc
-e trace=%memory
-e trace=%stat

-P path 跟踪对路径的访问

Tracing:
-b syscall 如果达到指定的系统调用, 请与跟踪的进程分离. 当前, 仅支持 execve syscall. 如果要跟踪
多线程进程并因此需要 -f, 但又不想跟踪其(可能非常复杂的)子级, 则此选项很有用.

-D 作为独立的 grandchild 而不是作为示踪 parent 运行跟踪程序进程.

-f 跟踪子进程, 这些子进程是由 fork, vfork, 和 clone 系统调用导致当前跟踪的进程创建的.
注意, 如果 -p PID -f 是多线程的, 则它将附加进程PID的所有线程, 而不仅限于 thread_id=PID 的线程.

-ff 如果 -o filename 选项有效, 则将每个进程跟踪写入 filename.pid, 其中pid是每个进程
的数字进程ID. 这与 -c 不兼容, 因为不保留每个进程的计数.

Startup:
-E var 针对执行的命令, 环境变量var移除
-E var=val 针对执行的命令, 设置环境变量 var 的值为 val
-p pid 追踪 pid 是 PID 的进程
-u username 以 username 用户身份运行命令

Miscellaneous:
-d 允许 debug 信息输出到 stderr
-v 详细模式: 打印未缩写的 argv, stat, termios等. args