二進制文件是我們幾乎每天都需要打交道的文件類型，但很少人知道他們的工作原理。這里所講的二進制文件，是指一些可執行文件，包括你天天要使用的 Linux 命令，也是二進制文件的一種。

Linux 系統給我們提供了非常多用于分析二進制文件的工具，不管你在 Linux 下從事的是何種工作，知道這些工具也會讓你對你的系統更加了解。

在本文中，將介紹幾種最常用的用于分析二進制文件的工具及命令，這些工具在大部分發行版里可以直接使用，如果不能直接用的話，可以自行安裝。

??file??

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file 命令用于分析文件的類型。

如果你需要分析二進制文件，可以首先使用 file 命令來切入。我們知道，在 Linux 下，一切皆文件，但并不是所有的文件都具有可執行性，我們還有各種各樣的文件，比如：文本文件，管道文件，鏈接文件，socket文件，等等。

在對一個文件進行分析之前，我們可以首先使用 file 命令來分析它們的類型。當然除此之外，我們還可以看到一些其它信息。

$?file?/bin/pwd /bin/pwd:?ELF?64-bit?LSB?executable,?x86-64,?version?1?(SYSV),?dynamically?linked?(uses?shared?libs),?for?GNU/Linux?2.6.32,?BuildID[sha1]=0d264bacf2adc568f0e21cbcc9576df434c44380,?stripped

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?ldd??

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ldd 命令可以用于分析可執行文件的依賴。

我們使用 file 命令來分析一個可執行文件的時候，有時候可以看到輸出中有?dynamically linked?這樣的字眼。這個是啥意思呢？

大部分程序，都會使用到第三方庫，這樣就可以不用重復造輪子，節約大量時間。最簡單的，我們寫C程序代碼的話，肯定會使用到?libc?或者?glibc?庫。當然，除此之外，還可能使用其它的庫。

那我們在什么情況下需要分析程序的依賴庫呢？有一個場景大家肯定經歷過。你去你同事那邊拷備他寫好的程序放到自己的環境下運行，有時候可能會跑不起來。當然跑不起來的原因可能很多，但其中一個原因可能就是缺少對應的依賴庫。

這時候，ldd 就派上用場了。它可以分析程序需要一些什么依賴庫，你只要把對應的庫放在對應的位置就可以了。

$?ldd?/bin/pwdlinux-vdso.so.1?=>??(0x00007ffeb73e5000)libc.so.6?=>?/lib64/libc.so.6?(0x00007f908b321000)/lib64/ld-linux-x86-64.so.2?(0x00007f908b6ef000)

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?ltrace??

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ltrace的功能是能夠跟蹤進程的庫函數調用。

我們可以使用 ldd 命令來找到程序的依賴庫，但是，一個庫里少則幾個，多則幾千個函數，怎么知道現在程序調用的是什么函數呢？

ltrace?命令就是用來做這個事的。在下面的例子里，我們可以看到程序調用的函數，以及傳遞進去的參數，同時你也可以看到函數調用的輸出。

$?ltrace?/bin/pwd __libc_start_main(0x401760,?1,?0x7ffff6524cc8,?0x404a00?<unfinished?...> getenv("POSIXLY_CORRECT")????????????????????????=?nil strrchr("/bin/pwd",?'/')?????????????????????????=?"/pwd" setlocale(LC_ALL,?"")????????????????????????????=?"en_US.utf8" bindtextdomain("coreutils",?"/usr/share/locale")?=?"/usr/share/locale" textdomain("coreutils")??????????????????????????=?"coreutils" __cxa_atexit(0x4022f0,?0,?0,?0x736c6974756572)???=?0 getopt_long(1,?0x7ffff6524cc8,?"LP",?0x606d00,?nil)?=?-1 getcwd(nil,?0)???????????????????????????????????=?"" puts("/home/alvin"/home/alvin )??????????????????????????????=?12 free(0x22bc030)??????????????????????????????????=?<void> exit(0?<unfinished?...> __fpending(0x7f3048865400,?0,?64,?0x7f3048865eb0)?=?0 fileno(0x7f3048865400)???????????????????????????=?1 __freading(0x7f3048865400,?0,?64,?0x7f3048865eb0)?=?0 __freading(0x7f3048865400,?0,?2052,?0x7f3048865eb0)?=?0 fflush(0x7f3048865400)???????????????????????????=?0 fclose(0x7f3048865400)???????????????????????????=?0 __fpending(0x7f30488651c0,?0,?3328,?0xfbad000c)??=?0 fileno(0x7f30488651c0)???????????????????????????=?2 __freading(0x7f30488651c0,?0,?3328,?0xfbad000c)??=?0 __freading(0x7f30488651c0,?0,?4,?0xfbad000c)?????=?0 fflush(0x7f30488651c0)???????????????????????????=?0 fclose(0x7f30488651c0)???????????????????????????=?0 +++?exited?(status?0)?+++

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??strace??

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strace 命令可以用于追蹤程序運行過程中的系統調用及信號。

通過上面的介紹，我們知道 ltrace 命令是用來追蹤函數調用的。strace 命令類似，但它追蹤的是系統調用。何為系統調用？簡單說就是我們可以通過系統調用與內核進行交互，完成我們想要的任務。

例如，如果我們想在屏幕上打印某些字符，可以使用 printf 或 puts 函數，而這兩個都是 libc 的庫函數，在更底層，他們都是調用 write 這個系統調用。

$?strace?-f?/bin/pwd execve("/bin/pwd",?["/bin/pwd"],?[/*?24?vars?*/])?=?0 brk(NULL)???????????????????????????????=?0xbc9000 mmap(NULL,?4096,?PROT_READ|PROT_WRITE,?MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS,?-1,?0)?=?0x7f918ba69000 access("/etc/ld.so.preload",?R_OK)??????=?-1?ENOENT?(No?such?file?or?directory) open("/etc/ld.so.cache",?O_RDONLY|O_CLOEXEC)?=?3 fstat(3,?{st_mode=S_IFREG|0644,?st_size=38684,?...})?=?0 mmap(NULL,?38684,?PROT_READ,?MAP_PRIVATE,?3,?0)?=?0x7f918ba5f000 close(3)????????????????????????????????=?0 open("/lib64/libc.so.6",?O_RDONLY|O_CLOEXEC)?=?3 read(3,?"\177ELF\2\1\1\3\0\0\0\0\0\0\0\0\3\0>\0\1\0\0\0\20&\2\0\0\0\0\0"...,?832)?=?832 fstat(3,?{st_mode=S_IFREG|0755,?st_size=2156160,?...})?=?0 mmap(NULL,?3985888,?PROT_READ|PROT_EXEC,?MAP_PRIVATE|MAP_DENYWRITE,?3,?0)?=?0x7f918b47b000 mprotect(0x7f918b63e000,?2097152,?PROT_NONE)?=?0 mmap(0x7f918b83e000,?24576,?PROT_READ|PROT_WRITE,?MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_DENYWRITE,?3,?0x1c3000)?=?0x7f918b83e000 mmap(0x7f918b844000,?16864,?PROT_READ|PROT_WRITE,?MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS,?-1,?0)?=?0x7f918b844000 close(3)? ………… +++?exited?with?0?+++

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?hexdump??

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hexdump 命令用來查看二進制文件的 16 進制編碼，但實際它能查看任何文件，而不限于二進制文件。

一個二進制文件，如果你直接使用文本編輯器打開的話，將看到一堆亂碼。這時候，你就可以使用 hexdump 命令來查看它的內容了。

hexdump 的顯示格式是：左邊是字節序號，中間是文件的 16 進制編碼，如果是可打印字符的話就會顯示在右邊。

通過使用這個命令，我們就可以大概知道這個二進制文件里面有什么內容，后面要做什么處理就比較方便了。

$?hexdump?-C?/bin/pwd?|?head 00000000??7f?45?4c?46?02?01?01?00??00?00?00?00?00?00?00?00??|.ELF............| 00000010??02?00?3e?00?01?00?00?00??17?19?40?00?00?00?00?00??|..>.......@.....| 00000020??40?00?00?00?00?00?00?00??50?7a?00?00?00?00?00?00??|@.......Pz......| 00000030??00?00?00?00?40?00?38?00??09?00?40?00?1e?00?1d?00??|....@.8...@.....| 00000040??06?00?00?00?05?00?00?00??40?00?00?00?00?00?00?00??|........@.......| 00000050??40?00?40?00?00?00?00?00??40?00?40?00?00?00?00?00??|@.@.....@.@.....| 00000060??f8?01?00?00?00?00?00?00??f8?01?00?00?00?00?00?00??|................| 00000070??08?00?00?00?00?00?00?00??03?00?00?00?04?00?00?00??|................| 00000080??38?02?00?00?00?00?00?00??38?02?40?00?00?00?00?00??|8.......8.@.....| 00000090??38?02?40?00?00?00?00?00??1c?00?00?00?00?00?00?00??|8.@.............|

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??strings??

strings 命令可以用來打印二進制文件中可顯示的字符。

什么是可顯示字符？簡單說你在顯示器上看到的字符都是可顯示字符，比如：abcABC,.:。

我們知道，一個二進制文件里面的內容很多是非顯示字符，所以無法直接用文本處理器打開。程序在被開發的時候，我們經常會加一些調試信息，比如：debug log, warn log, error log，等等。這些信息我們就可以使用 strings 命令看得到。

$?strings?/bin/pwd?|?head /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 libc.so.6 fflush strcpy __printf_chk readdir setlocale mbrtowc strncmp optind

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??readelf??

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readelf 一般用于查看 ELF 格式的文件信息。

ELF（Executable and Linkable Format）即可執行連接文件格式，是一種比較復雜的文件格式，但其應用廣泛。當你使用 file 命令發現某個文件是 ELF 文件時，你就可以使用 readelf 命令來讀取這個文件的信息。

$?readelf?-h?/bin/pwd ELF?Header:Magic:???7f?45?4c?46?02?01?01?00?00?00?00?00?00?00?00?00Class:?????????????????????????????ELF64Data:??????????????????????????????2's?complement,?little?endianVersion:???????????????????????????1?(current)OS/ABI:????????????????????????????UNIX?-?System?VABI?Version:???????????????????????0Type:??????????????????????????????EXEC?(Executable?file)Machine:???????????????????????????Advanced?Micro?Devices?X86-64Version:???????????????????????????0x1Entry?point?address:???????????????0x401917Start?of?program?headers:??????????64?(bytes?into?file)Start?of?section?headers:??????????31312?(bytes?into?file)Flags:?????????????????????????????0x0Size?of?this?header:???????????????64?(bytes)Size?of?program?headers:???????????56?(bytes)Number?of?program?headers:?????????9Size?of?section?headers:???????????64?(bytes)Number?of?section?headers:?????????30Section?header?string?table?index:?29

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?objdump??

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objdump是用查看目標文件或者可執行的目標文件的構成的GCC工具。

我們知道，程序在開發完成之后，需要經過編譯，才可以生成計算機可以識別的二進制文件。我們寫的代碼計算機不能直接執行，需要編譯成匯編程序，計算機才能依次執行。

objdump 命令可以讀取可執行文件，然后將匯編指令打印出來。所以如果你想看懂 objdump 的結果，你就需要有一些匯編基礎才可以。

$?objdump?-d?/bin/pwd?|?head/bin/pwd:?????file?format?elf64-x86-64Disassembly?of?section?.init:0000000000401350?<.init>:401350:???????48?83?ec?08?????????????sub????$0x8,%rsp401354:???????48?8b?05?6d?5c?20?00????mov????0x205c6d(%rip),%rax????????#?606fc8?<__ctype_b_loc@plt+0x205878>40135b:???????48?85?c0????????????????test???%rax,%rax

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??nm??

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nm命令主要是列出目標文件的符號（說白了就是一些函數和全局變量等）。

如果你編譯出來的程序沒有經過 strip ，那么 nm 命令可以挖掘出隱含在可執行文件中的重大秘密。它可以幫你列出文件中的變量及函數，這對于我們進行反向操作具有重大意義。

下面我們通過一小段簡單的程序來講解 nm 命令的用途。在編譯這個程序時，我們加上了-g?選項，這個選項可以使編譯出來的文件包含更多有效信息。

$?cat?hello.c? #include?<stdio.h>int?main()?{printf("Hello?world!");return?0; } $? $?gcc?-g?hello.c?-o?hello $? $?file?hello hello:?ELF?64-bit?LSB?executable,?x86-64,?version?1?(SYSV),?dynamically?linked?(uses?shared?libs),?for?GNU/Linux?2.6.32,?BuildID[sha1]=3de46c8efb98bce4ad525d3328121568ba3d8a5d,?not?stripped $? $?./hello? Hello?world!$? $?$?nm?hello?|?tail 0000000000600e20?d?__JCR_END__ 0000000000600e20?d?__JCR_LIST__ 00000000004005b0?T?__libc_csu_fini 0000000000400540?T?__libc_csu_initU?__libc_start_main@@GLIBC_2.2.5 000000000040051d?T?mainU?printf@@GLIBC_2.2.5 0000000000400490?t?register_tm_clones 0000000000400430?T?_start 0000000000601030?D?__TMC_END__ $

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gdb??

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gdb 就是所謂的 GNU debugger。

gdb 大家或多或少都有聽說過。我們在使用一些 IDE 寫代碼的時候，可以進行打斷點、步進、查看變量值等方式調試，其實這些 IDE 底層調用的也是 gdb 。

對于 gdb 的用法，可以寫很多，本文就暫且不深入了。下面先演示一小段 gdb 最基礎的功能。

$?gdb?-q?./hello Reading?symbols?from?/home/flash/hello...done. (gdb)?break?main Breakpoint?1?at?0x400521:?file?hello.c,?line?4. (gdb)?info?break Num?????Type???????????Disp?Enb?Address????????????What 1???????breakpoint?????keep?y???0x0000000000400521?in?main?at?hello.c:4 (gdb)?run Starting?program:?/home/flash/./hello?Breakpoint?1,?main?()?at?hello.c:4 4???????????printf("Hello?world!"); Missing?separate?debuginfos,?use:?debuginfo-install?glibc-2.17-260.el7_6.6.x86_64 (gdb)?bt #0??main?()?at?hello.c:4 (gdb)?c Continuing. Hello?world![Inferior?1?(process?29620)?exited?normally] (gdb)?q $

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux系统二进制bin文件操作的10种方法的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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