16 進数表示するコマンド (2) hexdump

ヘックスダンプをするためのコマンドとして、xxd コマンド の他に、 その名の通り hexdump コマンドも使えます。

hexdump コマンドも xxd コマンドと同様に、 ヘックスダンプするファイル名を受けとります。また、標準入力からも入力を受けとります。

オプションなしで hexdump コマンドを実行すると、次のように表示されます。

$ hexdump a.txt
0000000 4241 4443 4645 4847 4a49 4c4b 4e4d 504f
0000010 5251 5453 5655 5857 5a59 000a
000001b  # 末尾のオフセット

出力はxxd コマンドとほぼ同様なのですが、大きな違いが二つあります。

ひとつ目の違いは実行環境のエンディアンで表示します。この例では 2 バイトまとまりで、リトルエンディアンで表示されています。

もうひとつは最後に末尾のオフセットが表示される点です。

フォーマット例

hexdump コマンドで特徴的なのは、ユーザー定義のフォーマットができることです。 ここではフォーマットを行う例を少し紹介します。

hexdump コマンドでは -e オプションでフォーマット文字列を指定します。

フォーマット文字列を複数並べることができます。

完全に説明するのはなかなか厄介なので、いくつかの具体例を挙げながら説明します。

4 バイト毎にオフセットとヘックスダンプと文字を表示

4 バイト毎に「オフセット」と「ヘックスダンプ」と「対応する ASCII 文字」を表示するコマンドは次のようになります。

$ hexdump -e '1/4 "%07_ax %08X "' -e '4/1 "%_p"' -e '"\n"' a.txt
0000000 44434241 ABCD
0000004 48474645 EFGH
0000008 4C4B4A49 IJKL
000000c 504F4E4D MNOP
0000010 54535251 QRST
0000014 58575655 UVWX
0000018 000A5A59 YZ.

フォーマット文字列は３個指定しています。パッとみて、何をしているか分かりにくいと思うので、ひとつひとつ説明します。

-e '1/4 "%07_ax %08X "'

-e に続けて、シングルクォートでフォーマット文字列を指定しています。

フォーマット文字列の内容は 1/4 "%07_ax %08X " です。

1/4 の部分は 「4 バイト毎に 1 回フォーマットを実行する」ということを表しています。 スラッシュ / の直後の数字 (ここでは 4) は「バイトカウント」と呼びます。

C 言語のフォーマットのように、% 記号に続けて、「幅」(と、幅に満たないときに埋める文字) と 「変換文字」 を指定します。

変換文字は多数ありますが、主なものを表にまとめます。

気を付けないといけないのは、基本的に変換文字毎にサポートされるバイトカウントが決まっているということです。 例外として %_a は任意のバイトカウントで実行できます。

例えば、上表で %_u のバイトカウントは1 であると記載されていますが、 このときに、バイトカウントを 2 としてフォーマットを実行すると、「間違ったバイトカウントです」という意味のエラーが表示されます。

以上で、最初のフォーマット文字列 1/4 "%07_ax %08X " は 「4 バイトのバイトカウントで 1 回、フォーマットを実行。 そのときには 16 進数表記のオフセットバイトを 7 文字幅で 0 埋めで表示。スペースを表示したあと、 バイトカウントの 4 バイト分のバイト列を大文字 16 進数で 8 文字幅 0 埋めで表示する」というフォーマットを行ったことがわかりました。

続けて、次のフォーマット文字を見てみましょう。

-e '4/1 "%_p"'

-e に続けて、シングルクォートでフォーマット文字列を指定しています。

フォーマット文字列の内容は 4/1 "%_p" です。

4/1 の部分は 「バイトカウント 1 で 4 回フォーマットを実行する」ということを表しています。1 バイト毎にデータを取り出して、 指定したフォーマットで 4 回フォーマットを実施するということです。

フォーマットは変換文字のみを指定しています。 %_p です。

%_pは、上表にも記載している通り、「バイトを ASCII 文字で表記し、非表示文字についてはドット . で表す」 というものです。

また、このコンテキストではバイトカウント 1 としていましたが、%_p は確かにバイトカウント 1 で実行できることにも注意してください。

続けて、最後のフォーマット文字列も見てしまいましょう。

-e '"\n"'

フォーマット文字列の内容は "\n" だけです。

フォーマット文字では通常の文字も表示できますし、このようにエスケープシーケンス付きの制御文字も使えます。主なエスケープシーケンスを表に記載します。

以上で、フォーマット文字列を全て説明しました。

もう少しだけ、バイトカウントとフォーマット回数について補足しておきます。

バイトカウントと繰り返し単位

上の例ではひとつめのフォーマットがバイトカウント 4 で 1 回のフォーマット。二つ目のフォーマットはバイトカウント 1 で 4 回のフォーマットを実施しています。

図にすると下のようになります。

繰り返し単位となるバイト数は、全てのフォーマット文字列で必要とするバイト数の最大値と等しくなります。

ここでは 「4 バイトカウント × 1 = 4 バイトのフォーマット」と「1 バイトカウント × 4 = 4 バイトのフォーマット」 を実施しているので、繰り返し単位のバイト数は 4 バイトとなります。

フォーマットのバイトカウントと繰り返しによっては、一部のデータが表示されないなどの問題が起きる可能性があるので、注意が必要です。

例えば、二つ目の文字列フォーマットの繰り返しとバイトカウントを 2/1 とすると、 次のように ASCII 文字は繰り替えし単位ないの先頭の 2 バイト分しか表示されないことになります。

実際に実行すると、次のように 1 行目に "AB" が出力されて、2 行目は "EF" となり、"CD" の部分がスキップされていることがわかります。

$ hexdump -e '1/4 "%07_ax %08X "' -e '2/1 "%_p"' -e '"\n"' a.txt
0000000 44434241 AB
0000004 48474645 EF
...

繰り返しとバイトカウントの省略

繰り返し回数やバイトカウントは既定で 1 です。その場合は次のように省略することも可能です。

バイトカウント 1 で 16 回文字を表示して、改行を出力。それを繰り返す場合は次の通り。

$ hexdump -e '16/ "%_p "' -e '"\n"' a.txt
A B C D E F G H I J K L M N O P
Q R S T U V W X Y Z .     

バイトカウント 16 でオフセットを出力して、同時に改行も出力する場合は次の通り。

$ hexdump -e '/16 "%08_ax\n"' a.txt
00000000
00000010

以上、ここではヘックスダンプを行う hexdump コマンドの使い方を説明しました。