# 1.3 Linux 基础 - [常用基础命令](#常用基础命令) - [Bash 快捷键](#bash-快捷键) - [根目录结构](#根目录结构) - [进程管理](#进程管理) - [UID 和 GID](#uid-和-gid) - [权限设置](#权限设置) - [字节序](#字节序) - [输入输出](#输入输出) - [文件描述符](#文件描述符) - [核心转储](#核心转储) - [调用约定](#调用约定) ## 常用基础命令 ```text ls 用来显示目标列表 cd [path] 用来切换工作目录 pwd 以绝对路径的方式显示用户当前工作目录 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 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 echo [string] 打印一行文本，参数“-e”可激活转义字符 cat [file] 连接文件并打印到标准输出设备上 less [file] 允许用户向前或向后浏览文字档案的内容 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 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 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 ps 用于报告当前系统的进程状态 top 实时查看系统的整体运行情况 kill 杀死一个进程 ifconfig 查看或设置网络设备 ping 查看网络上的主机是否工作 netstat 显示网络连接、路由表和网络接口信息 nc(netcat) 建立 TCP 和 UDP 连接并监听 su 切换当前用户身份到其他用户身份 touch [file] 创建新的空文件 mkdir [dir] 创建目录 chmod 变更文件或目录的权限 chown 变更某个文件或目录的所有者和所属组 nano / vim / emacs 字符终端的文本编辑器 exit 退出 shell ``` ```text 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 ``` 使用变量： ```text var=value 给变量var赋值value $var, ${var} 取变量的值 `cmd`, $(cmd) 代换标准输出 'string' 非替换字符串 "string" 可替换字符串 ``` ```text $ var="test"; $ echo $var test $ echo 'This is a $var'; This is a $var $ echo "This is a $var"; This is a test $ echo `date`; 2017年 11月 06日 星期一 14:40:07 CST $ $(bash) $ echo $0 /bin/bash $ $($0) ``` ## Bash 快捷键 ```text Up(Down) 上（下）一条指令 Ctrl + c 终止当前进程 Ctrl + z 挂起当前进程，使用“fg”可唤醒 Ctrl + d 删除光标处的字符 Ctrl + l 清屏 Ctrl + a 移动到命令行首 Ctrl + e 移动到命令行尾 Ctrl + b 按单词后移（向左） Ctrl + f 按单词前移（向右） Ctrl + Shift + c 复制 Ctrl + Shift + v 粘贴 ``` 更多细节请查看：https://ss64.com/bash/syntax-keyboard.html ## 根目录结构 ```text $ uname -a Linux manjaro 4.11.5-1-ARCH #1 SMP PREEMPT Wed Jun 14 16:19:27 CEST 2017 x86_64 GNU/Linux $ ls -al / drwxr-xr-x 17 root root 4096 Jun 28 20:17 . drwxr-xr-x 17 root root 4096 Jun 28 20:17 .. lrwxrwxrwx 1 root root 7 Jun 21 22:44 bin -> usr/bin drwxr-xr-x 4 root root 4096 Aug 10 22:50 boot drwxr-xr-x 20 root root 3140 Aug 11 11:43 dev drwxr-xr-x 101 root root 4096 Aug 14 13:54 etc drwxr-xr-x 3 root root 4096 Apr 8 19:59 home lrwxrwxrwx 1 root root 7 Jun 21 22:44 lib -> usr/lib lrwxrwxrwx 1 root root 7 Jun 21 22:44 lib64 -> usr/lib drwx------ 2 root root 16384 Apr 8 19:55 lost+found drwxr-xr-x 2 root root 4096 Oct 1 2015 mnt drwxr-xr-x 15 root root 4096 Jul 15 20:10 opt dr-xr-xr-x 267 root root 0 Aug 3 09:41 proc drwxr-x--- 9 root root 4096 Jul 22 22:59 root drwxr-xr-x 26 root root 660 Aug 14 21:08 run lrwxrwxrwx 1 root root 7 Jun 21 22:44 sbin -> usr/bin drwxr-xr-x 4 root root 4096 May 28 22:07 srv dr-xr-xr-x 13 root root 0 Aug 3 09:41 sys drwxrwxrwt 36 root root 1060 Aug 14 21:27 tmp drwxr-xr-x 11 root root 4096 Aug 14 13:54 usr drwxr-xr-x 12 root root 4096 Jun 28 20:17 var ``` 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： - `/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。 - `/boot`：操作系统启动时要用到的程序。 - `/dev`：包含了所有 Linux 系统中使用的外部设备。需要注意的是这里并不是存放外部设备的驱动程序，而是一个访问这些设备的端口。 - `/etc`：存放系统管理时要用到的各种配置文件和子目录。 - `/etc/rc.d`：存放 Linux 启动和关闭时要用到的脚本。 - `/home`：普通用户的主目录。 - `/lib`、`/lib64`：链接到 `/usr/lib`，存放系统及软件需要的动态链接共享库。 - `/mnt`：这个目录让用户可以临时挂载其他的文件系统。 - `/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。 - `/root`：系统管理员的主目录。 - `/srv`：存放一些服务启动之后需要提取的数据。 - `/sys`：该目录下安装了一个文件系统 sysfs。该文件系统是内核设备树的一个直观反映。当一个内核对象被创建时，对应的文件和目录也在内核对象子系统中被创建。 - `/tmp`：公用的临时文件存放目录。 - `/usr`：应用程序和文件几乎都在这个目录下。 - `/usr/src`：内核源代码的存放目录。 - `/var`：存放了很多服务的日志信息。 ## 进程管理 - top - 可以实时动态地查看系统的整体运行情况。 - ps - 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。 - 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）。 - kill - 用来删除执行中的程序或工作。 - 删除进程某 PID 指定的进程：`$ kill [PID]` ## UID 和 GID 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： ```text $ id root uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root),1(bin),2(daemon),3(sys),4(adm),6(disk),10(wheel),19(log) $ id firmy 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) ``` 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： ```text $ cat /etc/group root:x:0:root bin:x:1:root,bin,daemon daemon:x:2:root,bin,daemon sys:x:3:root,bin,firmy ...... ``` 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。 ```text $ sudo cat /etc/shadow root:$6$root$wvK.pRXFEH80GYkpiu1tEWYMOueo4tZtq7mYnldiyJBZDMe.mKwt.WIJnehb4bhZchL/93Oe1ok9UwxYf79yR1:17264:::::: firmy:$6$firmy$dhGT.WP91lnpG5/10GfGdj5L1fFVSoYlxwYHQn.llc5eKOvr7J8nqqGdVFKykMUSDNxix5Vh8zbXIapt0oPd8.:17264:0:99999:7::: ``` 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： ```text $ whoami firmy $ su root # whoami root ``` `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。 ## 权限设置 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。 使用 `ls -l [file]` 来查看某文件或目录的信息： ```text $ ls -l / lrwxrwxrwx 1 root root 7 Jun 21 22:44 bin -> usr/bin drwxr-xr-x 4 root root 4096 Jul 28 08:48 boot -rw-r--r-- 1 root root 18561 Apr 2 22:48 desktopfs-pkgs.txt ``` 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。 - `r`：读取权限，数字代号为 “4” - `w`：写入权限，数字代号为 “2” - `x`：执行或切换权限，数字代号为 “1” 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（`-`）。 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`）。 - -R：递归处理，将指令目录下的所有文件及子目录一并处理； - <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 - `$ chmod a+r [file]`：赋予所有用户读取权限 - <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 - `$ chmod u-w [file]`：取消所有者写入权限 - <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； - `$ chmod g=x [file]`：指定组权限为可执行 - `$ chmod o=rwx [file]`：制定其他人权限为可读、可写和可执行 ![](../pic/1.3_file.png) ## 字节序 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）。 >MSB (Most Significan Bit/Byte)：最重要的位或最重要的字节。 > >LSB (Least Significan Bit/Byte)：最不重要的位或最不重要的字节。 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。 例如十六进制整数 0x12345678 存入以 1000H 开始的内存中： ![](../pic/1.3_byte_order.png) 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`。 ```text gdb-peda$ x/w 0xffffd584 0xffffd584: 0x34333231 gdb-peda$ x/4wb 0xffffd584 0xffffd584: 0x31 0x32 0x33 0x34 gdb-peda$ python print('\x31\x32\x33\x34') 1234 gdb-peda$ x/w 0xffffd588 0xffffd588: 0x38373635 gdb-peda$ x/4wb 0xffffd588 0xffffd588: 0x35 0x36 0x37 0x38 gdb-peda$ python print('\x35\x36\x37\x38') 5678 gdb-peda$ x/2w 0xffffd584 0xffffd584: 0x34333231 0x38373635 gdb-peda$ x/8wb 0xffffd584 0xffffd584: 0x31 0x32 0x33 0x34 0x35 0x36 0x37 0x38 gdb-peda$ python print('\x31\x32\x33\x34\x35\x35\x36\x37\x38') 123455678 db-peda$ x/s 0xffffd584 0xffffd584: "12345678" ``` ## 输入输出 - 使用命令的输出作为可执行文件的输入参数 - `$ ./vulnerable 'your_command_here'` - `$ ./vulnerable $(your_command_here)` - 使用命令作为输入 - `$ your_command_here | ./vulnerable` - 将命令行输出写入文件 - `$ your_command_here > filename` - 使用文件作为输入 - `$ ./vulnerable < filename` ## 文件描述符 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。 标准文件描述符如下： 文件描述符 | 用途 | stdio 流 --- | --- | --- 0 | 标准输入 | stdin 1 | 标准输出 | stdout 2 | 标准错误 | stderr 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。 ## 核心转储 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）。 #### 会产生核心转储的信号 Signal | Action | Comment --- | --- | --- SIGQUIT | Core | Quit from keyboard SIGILL | Core | Illegal Instruction SIGABRT | Core | Abort signal from abort SIGSEGV | Core | Invalid memory reference SIGTRAP | Core | Trace/breakpoint trap #### 开启核心转储 - 输入命令 `ulimit -c`，输出结果为 `0`，说明默认是关闭的。 - 输入命令 `ulimit -c unlimited` 即可在当前终端开启核心转储功能。 - 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： ``` # * soft core unlimited ``` #### 修改转储文件保存路径 - 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。 ``` # echo 1 > /proc/sys/kernel/core_uses_pid ``` - 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。 ``` # echo /tmp/core-%e-%p-%t > /proc/sys/kernel/core_pattern ``` 此时生成的文件保存在 `/tmp/` 目录下，文件名格式为 `core-[filename]-[pid]-[time]`。 #### 使用 gdb 调试核心转储文件 ```text $ gdb [filename] [core file] ``` #### 例子 ```text $ cat core.c #include void main(int argc, char **argv) { char buf[5]; scanf("%s", buf); } $ gcc -m32 -fno-stack-protector core.c $ ./a.out AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA Segmentation fault (core dumped) $ file /tmp/core-a.out-12444-1503198911 /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' $ gdb a.out /tmp/core-a.out-12444-1503198911 -q Reading symbols from a.out...(no debugging symbols found)...done. [New LWP 12444] Core was generated by `./a.out'. Program terminated with signal SIGSEGV, Segmentation fault. #0 0x5655559b in main () gdb-peda$ info frame Stack level 0, frame at 0x41414141: eip = 0x5655559b in main; saved eip = Outermost frame: Cannot access memory at address 0x4141413d Arglist at 0x41414141, args: Locals at 0x41414141, Previous frame's sp is 0x41414141 Cannot access memory at address 0x4141413d ``` ## 调用约定 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。 #### 内核接口 **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。 **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。 #### 用户接口 **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。 **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。