PHP 操作二进制流，读取文件结构

January 1, 2011 · 12 min read

本文包含的内容：详细的pack和unpack调用详解，16进制数字字符串保存到文件，读取文件返回值，等

本文包含的内容：详细的pack和unpack调用详解，16进制数字字符串保存到文件，读取文件返回值，等包含实例：读取

BMP图片信息函数：

//将16进制字符串转换为此值的字符串。

function hexstr_str( $hetstr)

//两个版本，一个是pack实现，一个是chr方法实现

曾经为了处理源文件就百度了下php 2 进制文件，结果出来的貌似都是一个人写的，别人复制和转载的，而且我也偏偏没有看懂。挺郁闷的。因此就有了下文，我就自己搞打，研究研究。Php处理

2进制无非就是使用pack和unpack，在后文讲讲其他的办法。

函数原型：

string pack ( string $format [, [mixed](http://cn2.php.net/manual/en/language.pseudo-types.php#language.types.mixed)$ args [, mixed $... ]] )

array unpack ( string $format , string$ data )

Pack是讲所给的参数更具所给的格式打包成2进制字符串。手册上说这个函数和Perl的基本相同，只是在格式上去掉了s,u等。这里有一点要注意的是，有符号和无符号的数由pack转换出来的结果相同，但是会影响unpack的结果。

先看一个小小的实例：

$data = pack("N", 0x12345);

var_dump($data);

$fn = 'out.text';

$fp = fopen($ fn,'w');

fwrite( $fp,$ data);

结果很明了，用法很简单。

关于N模式：

unsigned long (always 32 bit, big endian byte order)

无符号长整型，总是返回32位

格式：

mode	说嘛
a	将字符串空白以 NULL 字符填满
A	将字符串空白以 SPACE 字符 (空格) 填满
h	十六进位字符串，低位在前
H	十六进位字符串，高位在前
c	有号字符
C	无号字符
s	有号短整数 (十六位，依计算机的位顺序)
S	无号短整数 (十六位，依计算机的位顺序)
n	无号短整数 (十六位, 高位在后的顺序)
v	无号短整数 (十六位, 低位在后的顺序)
i	有号整数 (依计算机的顺序及范围)
I	无号整数 (依计算机的顺序及范围)
l	有号长整数 (32位，依计算机的位顺序)
L	无号长整数 (32位，依计算机的位顺序)
N	无号短整数 (32位, 高位在后的顺序)
V	无号短整数 (32位, 低位在后的顺序)
f	单精确浮点数 (依计算机的范围)
d	倍精确浮点数 (依计算机的范围)
x	空位
X	倒回一位
@	填入 NULL 字符到绝对位置

关于pack的调用方法。

因为pack是支持多个不定个数参数的，所以每个参数都要指定一个转换的模式。

$data = pack("Nn", 0x12345, 0x12345);

当你参数的个数多于格式的个数时，出现：

Warning: pack() [function.pack]: 1 arguments unused in E:\host\htdocs\Lab\Binary.php on line 4

Warning级错误。

这个还有个注意的是*模式。

$data = pack("Nn*", 0x12345, 0x12345, 0x12345);\最后两个是16位，所以输出里面是2字节

var_dump($data);

$fn = 'out.text';

$fp = fopen($ fn,'w');

fwrite( $fp,$ data);

输出：

看出来了最后两个是一样的。因为手册上没说，但是我猜测*模式就是“同上”的意思吧。

基础知识：

1字节 = 8位 = 2^8 = 256

一个gb2312字符2字节，一个ascii字符1字节。

关于模式的选择都由个人使用的情况决定，这里我给出我自己写的一个函数。

//将16进制字符串转换为此值的字符串。

function hexstr_str( $hetstr)

{

$re = '';

for( $i = 0; isset($ hetstr[ $i + 4]);$ i += 4)

//echo substr( $hetstr,$ i, 2);

$re .= pack('n', ( '0x'.substr($ hetstr, $i, 4)) * 1);

$len = strlen($ hetstr) - $i;

$hetstr = '0x'.substr($ hetstr, $i, strlen($ hetstr) - $i);

$hetstr .= ($ len % 2) ? '0':'';

$format =$ len < 3 ? 'v': 'n';

$re .= pack($ format, $hetstr * 1);

return $re;

}

测试：

$data = hexstr_str( 'ABCDc');

输出：

有点遗憾的是它都要用0来补满16位。不过总的来说还是很不错的啦。

Unpack的使用，我觉得用着这个感觉挺揪心的。

unpack() works slightly different from Perl as the unpacked data is stored in an associative array. To accomplish this you have to name the different format codes and separate them by a slash /.

Unpack的运行和Perl的有些微不同，在php中unpack的结果是由一个数组返回的。因此你需要接受这些数据就要给格式命名，以/分隔。

手册上的实例；

<?php

$array = unpack("c2chars/nint",$ binarydata);

看一个我个人的调用实例：

$data = pack("n", ('0x'.'abc' ) * 1);

$data = hexstr_str( 'ABCDc');

$s =$ data;

$array = unpack("Nwen/n2stort",$ s.$s);

输出结果：

array(3) {

["wen"]=>

int(-1412579328)

["stort1"]=>

int(43981)

["stort2"]=>

int(49152)

}

上式结果也就是

wen:abcdc000

stort1:abcd

stort2:c000

看着这样的结果和输入的格式我觉得很揪心的。不过这里还是有点好处的，这个我们可以格式化输出一个文件的头信息什么的。

详细讲讲uppack的格式和输入的关系。

"Nwen/n2stort"

即第一个解析以N为格式，以wen为名字。

第二个解析以n为格式解析两次，以short为名字。

生成的short的名字是以short1，short2，……shortn这样的形式增长的。

解析的方法：

N，先在输入（ $s.$ s）中读入32位长，即4字节。然后再用N转换，此时指向 $s.$ s指针的位置已经到了4了，第一个 $s已经读完了，因此要是输入是$ s的话会报错：

Warning: unpack() [function.unpack]: Type n: not enough input, need 2, have 0 in E:\host\htdocs\Lab\Binary.php on line 7

bool(false)

此时的返回值为false。

在解析完第一个N后遇到了“/”进入下一组的解析，解析的格式为n，有2组，名字为short

所以short1为输入的第4-6解析的结果，而short2为6-8的结果。都是一一对应的。

这样看来也不是很难嘛是吧。

个人方法：

Perl思想中有一条是：

There's More Than One Way To Do It.

我也觉得如此。

Php中有个函数叫做

String chr( int $ascii )

返回一个字节，以ascii值为参数。

原本的ascii只有127的，但是后来扩展到了255加上0那就是256 很好这样就都能表示了。

把上面那个函数稍微改造一下就是：

//将16进制字符串转换为此值的字符串。

function hexstr_str( $hexstr)

{

$re = '';

for( $i = 0; isset($ hexstr[ $i +1]);$ i += 2)

$re .= chr( ('0x'.$ hexstr[ $i].$ hexstr[ $i + 1]) * 1);

if( strlen( $hexstr) >$ i)

$re .= chr( ('0x'.$ hexstr[ $i].'0') * 1);

return $re;

}

代码简洁了很多啊。看起来顺眼多了。

置于我为啥研究这个玩意儿，我最开始也就是为了用啦读取BMP源文件的。

这里我们来简单写个读取BMP头信息的函数。

注意，这里是以24/32位图举例，16/8/2位位图在这里可能行不通的，因为数据结构不同。

BMP文件结构：

Begin

//文件头

section "BMP File Header"

read-only char[2] "BMP_ID" // 00

uint32 "File size" // 02

uint32 "Reserved" // 06

uint32 "ImageDataOffset" // 0A

endsection

//信息头

section "BMP Info Header"

uint32 "HeaderSize" // 0E

uint32 "Width" // 12

uint32 "Height" // 16

uint16 "Planes" // 1A

uint16 "BPP" // 1C

uint32 "CompessionMethod" // 1E

uint32 "ImageSize" // 22

uint32 "XPixelsPerMeter" // 26

uint32 "YPixelsPerMeter" // 2A

uint32 "PaletteSize" // 2E

uint32 "ColorsImportant" // 32

endsection

//调色板信息

section "Palette(If PaletteSize=0 then no palette)"

numbering 0

{

byte "B[~]"

byte "G[~]"

byte "R[~]"

byte "A[~]"

} [PaletteSize]

endsection

end

实现的代码如下：

$data = file_get_contents( 'Wener.bmp');

$array = unpack("nBMP_ID/V文件大小/V保留字/V图片信息偏移/V头大小/V宽/V高/vPlanes/vBPP/V压缩方法/V图片大小/V横轴上每像素宽/V竖轴上每像素宽/V调色板大小/V重要的颜色",$ data);

echo '<pre>';

var_dump( $array);

foreach( $array as$ k => $v)

echo $k,':',($ v),'<br>';

请更改为你自己的图片地址后测试。我的输入如下：

BMP_ID:16973

文件大小:307254

保留字:0

图片信息偏移:54

头大小:40

宽:240

高:320

Planes:1

BPP:32

压缩方法:0

图片大小:307200

横轴上每像素宽:0

竖轴上每像素宽:0

调色板大小:0

重要的颜色:0

我的测试文件：

总结：

总的，来说，php的这两个函数无疑是很强大的。用来分析文件也很好用。

或许不足的就是缺少这方面的案例吧，没见到很多人用过这个。

以后自己学习文件的结构也会常常用到这个函数，有时候觉得unpack比pack更有魅力。关于更详细的BMP文件结构和信息的获取我会另外写一篇文章的。这篇只是略微的涉及，作为一个例子而已。我还是觉得

Php处理2进制流的魅力是非常强大的。

置于建立在这个之上写更多的运用（加密，协议，破解，获取文件信息）什么的就看个人发挥了。