Добавление дополнительных байтов после определенной позиции байта

Вопрос или проблема

Вам нужно добавить 64 байта ff в hex каждые 2048 байт. Это должно выглядеть так:

Начало файла — это нулевой смещение, и после 2048 байт добавьте (начиная со смещения 2048) 64 байта ff, затем снова 2048 (смещение будет уже 4160) 64 байта ff и так далее до конца.

Я пробовал в bbe (Binary Block Editor) примерно:

bbe -b 2048:64 -e 'A \xaa' file > modified_file

но я не могу установить правильный синтаксис.

Итак, вы хотите вставлять 64 0xff каждые 2048 байт. Вот что мы делаем.

  1. Создайте файл из 64 0xff
  2. Разделите исходный файл на куски по 2048 байт
  3. Соберите куски обратно, перемежая их с файлом 0xff
$ dd if=/dev/zero of=file.dat bs=8192 count=1
$ yes $(echo -e '\xff') | head -n 64 | tr -d '\n' >ffx64
$ split -b 2048 file.dat insertff
$ rm -f target.dat
$ echo -n insertff* | xargs -I@ -d ' ' -n1 cat @ ffx64 >> target.dat
$ rm insertff* ffx64
$ od -t x1 target.dat
0000000 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
*
0004000 ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff
*
0004100 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
*
0010100 ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff
*
0010200 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
*
0014200 ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff
*
0014300 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
*
0020300 ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff
*
0020400

Шаг за шагом:

  1. Команда dd создает пример file.dat с 8192 байтами нулей.
  2. Команда echo генерирует байт 0xff для команды yes (yes не воспринимает escape-последовательности)
  3. Команда yes генерирует бесконечное количество 0xff\n
  4. Мы отбираем 64 строки (head -n) и удаляем символы новой строки (tr -d '\n'), оставляя файл ffx64 с чистыми 0xff
  5. Мы разделяем исходный файл на части по 2048 байт (-b 2048), в файлы с префиксом insertff (insertffaa, insertffab и т.д.)
  6. Мы удаляем целевой файл (так как будем к нему добавлять; это только в случае, если вы запускаете последовательность более одного раза)
  7. Мы используем xargs для восстановления файла. Сначала мы передаем xargs список всех файлов с echo -n insertff* (без новой строки; это покроет краевой случай xargs). Эти файлы всегда будут правильно отсортированы. Мы указываем xargs использовать разделитель пробела (-d ' ') и используем @ в качестве замещения (-I@). -n1 сообщает xargs работать только с одним файлом за раз. Команда cat @ ffx64 соединяет каждый файл с файлом 0xff, и вывод перенаправляется в конечный файл, target.dat.

Затем мы удаляем рабочие файлы и демонстрируем, что сделали все правильно.

Обратите внимание, что если файл не является кратным 2048, то в конце будет 64 0xff. Не уверен, что это поведение вам нужно; дайте знать, если вам нужна помощь в исправлении этого.

С bbe вам нужно работать с блоками размером 2048. Вы можете использовать либо A, либо < для добавления после каждого блока. Например, если вы подготовите файл с именем ff, содержащий 64 байта 0xff (</dev/zero tr '\0' '\377' | head -c 64 >ff), то

bbe -b :2048 -e '< ff' file >modified_file

почти сделает то, что вам нужно. Проблема в том, что операция < будет работать также для последнего блока входных данных, даже если последний блок короче 2048 байт. Если вы уверены, что размер вашего входного файла кратен 2048 байтам, то вышеуказанное будет работать хорошо. В общем случае нужно исправить проблему.

Чтобы почти исправить ее, вы можете вместо этого добавить в начало каждого блока, но сначала:

bbe -b :2048 -e 'J 1; > ff' file >modified_file

Теперь последний блок входных данных не будет следовать за содержимым файла ff. Это будет великолепно, если последний блок меньше 2048 байт, но будет ошибочным, если последний блок ровно 2048 байт. Чтобы действительно исправить проблему в общем случае, добавьте один байт к входным данным и удалите его из выходных данных:

{ cat file; printf x; } | bbe -b :2048 -e 'J 1; > ff' | head -c -1 >modified_file

Если без дополнительного байта последний блок был бы меньше 2048 байт, то с дополнительным байтом он останется последним блоком, так что после него ничего не будет вставлено. Если без дополнительного байта последний блок был бы ровно 2048 байт, то с дополнительным байтом он станет предпоследним блоком, а дополнительный байт будет формировать фактический последний блок, перед которым будет вставлено содержимое файла ff. В любом случае дополнительный байт останется в самом конце и в конечном итоге будет удален с помощью head.

.

Ответ или решение

Вопрос о добавлении дополнительных байтов после конкретной позиции в файле является распространенной задачей в работе с двоичными файлами. Понимание этой операции требует знания теории о структуре файлов, примеров реализации и их применения на практике. Мы рассмотрим, как можно добавить 64 байта с значением 0xff после каждых 2048 байт в файле, используя различные инструменты и подходы, включая использование утилиты bbe (Binary Block Editor).

Теория

Работа с двоичными файлами предполагает манипуляцию последовательностями байтов в их сыром виде. Часто возникает необходимость добавления, удаления или изменения данных в определенных позициях файлов. В частности, добавление набора байтов через регулярные интервалы может быть необходимо, например, для форматирования данных или при создании файловых структур, ориентированных на специфические протоколы или форматы.

Для решения подобной задачи можно использовать ряд программных инструментов и команд, которые позволяют эффективно манипулировать содержимым файлов. На уровне командной строки в Linux существуют мощные утилиты, такие как dd, split, cat и xargs, которые в сочетании могут решить эту задачу. Также полезной может быть утилита bbe, которая специально предназначена для редактирования блоков данных в файлах.

Когда мы говорим о вставке данных каждые N байт, мы подразумеваем разбивку исходного файла на куски, добавление необходимой информации и сборку файла обратно. Этот подход позволяет вставлять байты в нужные места, не изменяя исходные данные в других частях файла.

Пример

Наиболее простым примером может служить использование команд оболочки для добавления 64 байт 0xff после каждых 2048 байт. Рассмотрим пошаговое решение:

  1. Создание файла 64 байт 0xff. Это будет наш добавочный блок, который вставляется в файл:

    yes $(echo -e '\xff') | head -n 64 | tr -d '\n' > ffx64
  2. Разбиение исходного файла на куски по 2048 байт:

    split -b 2048 file.dat insertff
  3. Сборка из кусочков с добавлением блока ffx64:

    echo -n insertff* | xargs -I@ -d ' ' -n1 cat @ ffx64 >> target.dat
  4. Очистка промежуточных файлов:

    rm insertff* ffx64

Этот набор команд последовательно выполняет все необходимые действия для создания файла с дополнительными байтами.

Применение

На практике, такой алгоритм может быть полезен в ситуациях, когда необходимо обеспечить специфичное форматирование данных или подготовить данные для передачи через строго определенные интерфейсы. Добавление байт 0xff также может использоваться для заполнения данных, создания разметок или встраивания маркеров в данные для последующей обработки.

Если файл, с которым вы работаете, не является кратным 2048, то в конце файла может оказаться добавленные 64 байта 0xff, что не всегда желательно. Это можно исправить предварительной проверкой длины файла и корректировкой действий в зависимости от результата.

Использование bbe

Для более автоматизированного подхода, утилита bbe позволяет манипулировать блоками и управлять вставками данных без необходимости разбиения файлов вручную. Хотя инструмент имеет свои ограничения, его использования упрощает работу, особенно когда работа должна выполняться на множестве файлов или в автоматизированной среде.

{ cat file; printf x; } | bbe -b :2048 -e 'J 1; > ff' | head -c -1 > modified_file

Этот пример показывает, как можно использовать bbe для решения задачи, избегая проблемы добавления байтов к неполным последним блокам. Таким образом обеспечивается универсальность подхода при разной длине файлов.

Заключение

Вставка дополнительных байтов в двоичные файлы требует понимания структуры данных и способов их обработки. Используя командную строку и специализированные инструменты, такие как bbe, можно гибко и быстро решить задачу в различных условиях. Знание этих инструментов является важным элементом в арсенале IT-специалистов, обеспечивая эффективность и точность обработки данных.

Оцените материал
Добавить комментарий

Капча загружается...