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Linux 基础

• 常用基础命令
• 根目录结构
• 进程管理
• UID 和 GID
• 权限设置
• 字节序
• 输入输出
• 文件描述符
• 核心转储

常用基础命令

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

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

nano / vim / emacs  字符终端的文本编辑器

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

根目录结构

$ 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：启动 Linux 的核心文件。
• /dev：设备文件。
• /etc：存放各种配置文件。
• /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。
• 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。

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：

$ 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：

$ 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。

$ 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：

$ 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：

$ 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

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：

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。

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：

  #<domain>      <type>  <item>         <value>
  *               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

$ gdb [filename] [core file]

例子

$ cat core.c
#include <stdio.h>
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 = <not saved>
 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