2017-10-11 17:22:24 +07:00
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# 1.3 Linux 基础
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2017-07-18 11:05:20 +07:00
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2017-08-05 19:44:45 +07:00
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- [常用基础命令](#常用基础命令)
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2017-08-14 21:26:29 +07:00
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- [根目录结构](#根目录结构)
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2017-08-06 13:52:07 +07:00
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- [进程管理](#进程管理)
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2017-08-10 22:25:09 +07:00
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- [UID 和 GID](#uid-和-gid)
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2017-08-06 13:52:07 +07:00
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- [权限设置](#权限设置)
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2017-08-05 19:44:45 +07:00
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- [字节序](#字节序)
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- [输入输出](#输入输出)
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2017-08-11 22:38:12 +07:00
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- [文件描述符](#文件描述符)
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2017-08-20 10:26:20 +07:00
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- [核心转储](#核心转储)
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2017-09-27 21:27:04 +07:00
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- [调用约定](#调用约定)
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2017-07-18 23:05:44 +07:00
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2017-08-05 19:44:45 +07:00
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## 常用基础命令
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2017-07-18 11:05:20 +07:00
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```text
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ls 用来显示目标列表
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cd [path] 用来切换工作目录
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pwd 以绝对路径的方式显示用户当前工作目录
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man [command] 查看Linux中的指令帮助、配置文件帮助和编程帮助等信息
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apropos [whatever] 在一些特定的包含系统命令的简短描述的数据库文件里查找关键字
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cat [file] 连接文件并打印到标准输出设备上
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less [file] 允许用户向前或向后浏览文字档案的内容
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mv [file1] [file2] 用来对文件或目录重新命名，或者将文件从一个目录移到另一个目录中
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cp [file1] [file2] 用来将一个或多个源文件或者目录复制到指定的目的文件或目录
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rm [file] 可以删除一个目录中的一个或多个文件或目录，也可以将某个目录及其下属的所有文件及其子目录均删除掉
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nano / vim / emacs 字符终端的文本编辑器
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```
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```text
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管道命令符 "|" 将一个命令的标准输出作为另一个命令的标准输入
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```
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2017-07-18 23:05:44 +07:00
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2017-08-14 21:26:29 +07:00
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## 根目录结构
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```text
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$ uname -a
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Linux manjaro 4.11.5-1-ARCH #1 SMP PREEMPT Wed Jun 14 16:19:27 CEST 2017 x86_64 GNU/Linux
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$ ls -al /
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drwxr-xr-x 17 root root 4096 Jun 28 20:17 .
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drwxr-xr-x 17 root root 4096 Jun 28 20:17 ..
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lrwxrwxrwx 1 root root 7 Jun 21 22:44 bin -> usr/bin
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drwxr-xr-x 4 root root 4096 Aug 10 22:50 boot
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drwxr-xr-x 20 root root 3140 Aug 11 11:43 dev
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drwxr-xr-x 101 root root 4096 Aug 14 13:54 etc
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drwxr-xr-x 3 root root 4096 Apr 8 19:59 home
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lrwxrwxrwx 1 root root 7 Jun 21 22:44 lib -> usr/lib
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lrwxrwxrwx 1 root root 7 Jun 21 22:44 lib64 -> usr/lib
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drwx------ 2 root root 16384 Apr 8 19:55 lost+found
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drwxr-xr-x 2 root root 4096 Oct 1 2015 mnt
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drwxr-xr-x 15 root root 4096 Jul 15 20:10 opt
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dr-xr-xr-x 267 root root 0 Aug 3 09:41 proc
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drwxr-x--- 9 root root 4096 Jul 22 22:59 root
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drwxr-xr-x 26 root root 660 Aug 14 21:08 run
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lrwxrwxrwx 1 root root 7 Jun 21 22:44 sbin -> usr/bin
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drwxr-xr-x 4 root root 4096 May 28 22:07 srv
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dr-xr-xr-x 13 root root 0 Aug 3 09:41 sys
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drwxrwxrwt 36 root root 1060 Aug 14 21:27 tmp
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drwxr-xr-x 11 root root 4096 Aug 14 13:54 usr
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drwxr-xr-x 12 root root 4096 Jun 28 20:17 var
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```
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由于不同的发行版会有略微的不同，我们这里使用的是基于 Arch 的发行版 Manjaro，以上就是根目录下的内容，我们介绍几个重要的目录：
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- `/bin`、`/sbin`：链接到 `/usr/bin`，存放 Linux 一些核心的二进制文件，其包含的命令可在 shell 上运行。
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- `/boot`：启动 Linux 的核心文件。
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- `/dev`：设备文件。
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- `/etc`：存放各种配置文件。
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- `/home`：普通用户的主目录。
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- `/lib`、`/lib64`：链接到 `/usr/lib`，存放系统及软件需要的动态链接库。
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- `/mnt`：这个目录让用户可以临时挂载其他的文件系统。
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- `/proc`：虚拟的目录，是系统内存的映射。可直接访问这个目录来获取系统信息。
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- `/root`：系统管理员的主目录。
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- `tmp`：公用的临时文件存放目录。
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- `usr`：应用程序和文件几乎都在这个目录下。
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2017-08-06 13:52:07 +07:00
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## 进程管理
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- top
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- 可以实时动态地查看系统的整体运行情况。
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- ps
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- 用于报告当前系统的进程状态。可以搭配 kill 指令随时中断、删除不必要的程序。
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- 查看某进程的状态：`$ ps -aux | grep [file]`，其中返回内容最左边的数字为进程号（PID）。
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- kill
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- 用来删除执行中的程序或工作。
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- 删除进程某 PID 指定的进程：`$ kill [PID]`
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2017-08-10 22:25:09 +07:00
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## UID 和 GID
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Linux 是一个支持多用户的操作系统，每个用户都有 User ID(UID) 和 Group ID(GID)，UID 是对一个用户的单一身份标识，而 GID 则对应多个 UID。知道某个用户的 UID 和 GID 是非常有用的，一些程序可能就需要 UID/GID 来运行。可以使用 `id` 命令来查看：
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```text
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$ id root
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uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root),1(bin),2(daemon),3(sys),4(adm),6(disk),10(wheel),19(log)
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$ id firmy
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uid=1000(firmy) gid=1000(firmy) groups=1000(firmy),3(sys),7(lp),10(wheel),90(network),91(video),93(optical),95(storage),96(scanner),98(power),56(bumblebee)
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```
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UID 为 0 的 root 用户类似于系统管理员，它具有系统的完全访问权。我自己新建的用户 firmy，其 UID 为 1000，是一个普通用户。GID 的关系存储在 `/etc/group` 文件中：
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```text
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$ cat /etc/group
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root:x:0:root
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bin:x:1:root,bin,daemon
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daemon:x:2:root,bin,daemon
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sys:x:3:root,bin,firmy
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......
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```
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所有用户的信息（除了密码）都保存在 `/etc/passwd` 文件中，而为了安全起见，加密过的用户密码保存在 `/etc/shadow` 文件中，此文件只有 root 权限可以访问。
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```text
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$ sudo cat /etc/shadow
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root:$6$root$wvK.pRXFEH80GYkpiu1tEWYMOueo4tZtq7mYnldiyJBZDMe.mKwt.WIJnehb4bhZchL/93Oe1ok9UwxYf79yR1:17264::::::
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firmy:$6$firmy$dhGT.WP91lnpG5/10GfGdj5L1fFVSoYlxwYHQn.llc5eKOvr7J8nqqGdVFKykMUSDNxix5Vh8zbXIapt0oPd8.:17264:0:99999:7:::
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```
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由于普通用户的权限比较低，这里使用 `sudo` 命令可以让普通用户以 root 用户的身份运行某一命令。使用 `su` 命令则可以切换到一个不同的用户：
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```text
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$ whoami
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firmy
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$ su root
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# whoami
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root
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```
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`whoami` 用于打印当前有效的用户名称，shell 中普通用户以 `$` 开头，root 用户以 `#` 开头。在输入密码后，我们已经从 firmy 用户转换到 root 用户了。
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2017-08-06 13:52:07 +07:00
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## 权限设置
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在 Linux 中，文件或目录权限的控制分别以读取、写入、执行 3 种一般权限来区分，另有 3 种特殊权限可供运用。
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使用 `ls -l [file]` 来查看某文件或目录的信息：
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```text
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$ ls -l /
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lrwxrwxrwx 1 root root 7 Jun 21 22:44 bin -> usr/bin
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drwxr-xr-x 4 root root 4096 Jul 28 08:48 boot
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-rw-r--r-- 1 root root 18561 Apr 2 22:48 desktopfs-pkgs.txt
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```
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第一栏从第二个字母开始就是权限字符串，权限表示三个为一组，依次是所有者权限、组权限、其他人权限。每组的顺序均为 `rwx`，如果有相应权限，则表示成相应字母，如果不具有相应权限，则用 `-` 表示。
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- `r`：读取权限，数字代号为 “4”
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- `w`：写入权限，数字代号为 “2”
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- `x`：执行或切换权限，数字代号为 “1”；
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通过第一栏的第一个字母可知，第一行是一个链接文件 （`l`），第二行是个目录（`d`），第三行是个普通文件（`-`）。
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用户可以使用 `chmod` 指令去变更文件与目录的权限。权限范围被指定为所有者（`u`）、所属组（`g`）、其他人（`o`）和所有人（`a`）。
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- -R：递归处理，将指令目录下的所有文件及子目录一并处理；
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- <权限范围>+<权限设置>：开启权限范围的文件或目录的该选项权限设置
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- `$ chmod a+r [file]`：赋予所有用户读取权限
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- <权限范围>-<权限设置>：关闭权限范围的文件或目录的该选项权限设置
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- `$ chmod u-w [file]`：取消所有者写入权限
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- <权限范围>=<权限设置>：指定权限范围的文件或目录的该选项权限设置；
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- `$ chmod g=x [file]`：指定组权限为可执行
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- `$ chmod o=rwx [file]`：制定其他人权限为可读、可写和可执行
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2017-08-05 19:44:45 +07:00
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## 字节序
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2017-07-18 23:05:44 +07:00
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目前计算机中采用两种字节存储机制：大端（Big-endian）和小端（Little-endian）。
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>MSB (Most Significan Bit/Byte)：最重要的位或最重要的字节。
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>
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>LSB (Least Significan Bit/Byte)：最不重要的位或最不重要的字节。
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Big-endian 规定 MSB 在存储时放在低地址，在传输时放在流的开始；LSB 存储时放在高地址，在传输时放在流的末尾。Little-endian 则相反。常见的 Intel 处理器使用 Little-endian，而 PowerPC 系列处理器则使用 Big-endian，另外 TCP/IP 协议和 Java 虚拟机的字节序也是 Big-endian。
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例如十六进制整数 0x12345678 存入以 1000H 开始的内存中：
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2017-08-05 19:44:45 +07:00
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2017-09-09 22:53:40 +07:00
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我们在内存中实际地看一下，在地址 `0xffffd584` 处有字符 `1234`，在地址 `0xffffd588` 处有字符 `5678`。
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```text
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gdb-peda$ x/w 0xffffd584
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0xffffd584: 0x34333231
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gdb-peda$ x/4wb 0xffffd584
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0xffffd584: 0x31 0x32 0x33 0x34
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gdb-peda$ python print('\x31\x32\x33\x34')
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1234
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gdb-peda$ x/w 0xffffd588
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0xffffd588: 0x38373635
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gdb-peda$ x/4wb 0xffffd588
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0xffffd588: 0x35 0x36 0x37 0x38
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gdb-peda$ python print('\x35\x36\x37\x38')
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5678
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gdb-peda$ x/2w 0xffffd584
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0xffffd584: 0x34333231 0x38373635
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gdb-peda$ x/8wb 0xffffd584
|
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0xffffd584: 0x31 0x32 0x33 0x34 0x35 0x36 0x37 0x38
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|
|
gdb-peda$ python print('\x31\x32\x33\x34\x35\x35\x36\x37\x38')
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123455678
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db-peda$ x/s 0xffffd584
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0xffffd584: "12345678"
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|
```
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2017-08-05 19:44:45 +07:00
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## 输入输出
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- 使用命令的输出作为可执行文件的输入参数
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- ```$ ./vulnerable 'your_command_here'```
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- ```$ ./vulnerable $(your_command_here)```
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- 使用命令作为输入
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- ```$ your_command_here | ./vulnerable```
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- 将命令行输出写入文件
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- ```$ your_command_here > filename```
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- 使用文件作为输入
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- ```$ ./vulnerable < filename```
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2017-08-11 22:38:12 +07:00
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## 文件描述符
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在 Linux 系统中一切皆可以看成是文件，文件又分为：普通文件、目录文件、链接文件和设备文件。文件描述符（file descriptor）是内核管理已被打开的文件所创建的索引，使用一个非负整数来指代被打开的文件。
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标准文件描述符如下：
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文件描述符 | 用途 | stdio 流
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--- | --- | ---
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0 | 标准输入 | stdin
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1 | 标准输出 | stdout
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2 | 标准错误 | stderr
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当一个程序使用 `fork()` 生成一个子进程后，子进程会继承父进程所打开的文件表，此时，父子进程使用同一个文件表，这可能导致一些安全问题。如果使用 `vfork()`，子进程虽然运行于父进程的空间，但拥有自己的进程表项。
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2017-08-20 10:26:20 +07:00
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## 核心转储
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当程序运行的过程中异常终止或崩溃，操作系统会将程序当时的内存、寄存器状态、堆栈指针、内存管理信息等记录下来，保存在一个文件中，这种行为就叫做核心转储（Core Dump）。
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#### 会产生核心转储的信号
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Signal | Action | Comment
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SIGQUIT | Core | Quit from keyboard
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SIGILL | Core | Illegal Instruction
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SIGABRT | Core | Abort signal from abort
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SIGSEGV | Core | Invalid memory reference
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SIGTRAP | Core | Trace/breakpoint trap
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#### 开启核心转储
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- 输入命令 `ulimit -c`，输出结果为 `0`，说明默认是关闭的。
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- 输入命令 `ulimit -c unlimited` 即可在当前终端开启核心转储功能。
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- 如果想让核心转储功能永久开启，可以修改文件 `/etc/security/limits.conf`，增加一行：
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#<domain> <type> <item> <value>
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* soft core unlimited
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#### 修改转储文件保存路径
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- 通过修改 `/proc/sys/kernel/core_uses_pid`，可以使生成的核心转储文件名变为 `core.[pid]` 的模式。
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# echo 1 > /proc/sys/kernel/core_uses_pid
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- 还可以修改 `/proc/sys/kernel/core_pattern` 来控制生成核心转储文件的保存位置和文件名格式。
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```
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# echo /tmp/core-%e-%p-%t > /proc/sys/kernel/core_pattern
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```
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此时生成的文件保存在 `/tmp/` 目录下，文件名格式为 `core-[filename]-[pid]-[time]`。
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#### 使用 gdb 调试核心转储文件
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```text
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$ gdb [filename] [core file]
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#### 例子
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```text
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$ cat core.c
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#include <stdio.h>
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void main(int argc, char **argv) {
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char buf[5];
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scanf("%s", buf);
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}
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$ gcc -m32 -fno-stack-protector core.c
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$ ./a.out
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AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
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Segmentation fault (core dumped)
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$ file /tmp/core-a.out-12444-1503198911
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/tmp/core-a.out-12444-1503198911: ELF 32-bit LSB core file Intel 80386, version 1 (SYSV), SVR4-style, from './a.out', real uid: 1000, effective uid: 1000, real gid: 1000, effective gid: 1000, execfn: './a.out', platform: 'i686'
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$ gdb a.out /tmp/core-a.out-12444-1503198911 -q
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Reading symbols from a.out...(no debugging symbols found)...done.
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[New LWP 12444]
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Core was generated by `./a.out'.
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Program terminated with signal SIGSEGV, Segmentation fault.
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#0 0x5655559b in main ()
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gdb-peda$ info frame
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Stack level 0, frame at 0x41414141:
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eip = 0x5655559b in main; saved eip = <not saved>
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Outermost frame: Cannot access memory at address 0x4141413d
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Arglist at 0x41414141, args:
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Locals at 0x41414141, Previous frame's sp is 0x41414141
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Cannot access memory at address 0x4141413d
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```
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2017-09-27 21:27:04 +07:00
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## 调用约定
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函数调用约定是对函数调用时如何传递参数的一种约定。关于它的约定有许多种，下面我们分别从内核接口和用户接口介绍 32 位和 64 位 Linux 的调用约定。
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#### 内核接口
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**x86-32 系统调用约定**：Linux 系统调用使用寄存器传递参数。`eax` 为 syscall_number，`ebx`、`ecx`、`edx`、`esi`、`ebp` 用于将 6 个参数传递给系统调用。返回值保存在 `eax` 中。所有其他寄存器（包括 EFLAGS）都保留在 `int 0x80` 中。
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**x86-64 系统调用约定**：内核接口使用的寄存器有：`rdi`、`rsi`、`rdx`、`r10`、`r8`、`r9`。系统调用通过 `syscall` 指令完成。除了 `rcx`、`r11` 和 `rax`，其他的寄存器都被保留。系统调用的编号必须在寄存器 `rax` 中传递。系统调用的参数限制为 6 个，不直接从堆栈上传递任何参数。返回时，`rax` 中包含了系统调用的结果。而且只有 INTEGER 或者 MEMORY 类型的值才会被传递给内核。
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#### 用户接口
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**x86-32 函数调用约定**：参数通过栈进行传递。最后一个参数第一个被放入栈中，直到所有的参数都放置完毕，然后执行 call 指令。这也是 Linux 上 C 语言函数的方式。
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**x86-64 函数调用约定**：x86-64 下通过寄存器传递参数，这样做比通过栈有更高的效率。它避免了内存中参数的存取和额外的指令。根据参数类型的不同，会使用寄存器或传参方式。如果参数的类型是 MEMORY，则在栈上传递参数。如果类型是 INTEGER，则顺序使用 `rdi`、`rsi`、`rdx`、`rcx`、`r8` 和 `r9`。所以如果有多于 6 个的 INTEGER 参数，则后面的参数在栈上传递。
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