Преобразовать текстовый файл битов в двоичный файл

У меня есть файл instructions.txt с содержанием:

00000000000000000000000000010011
00000010110100010010000010000011
00000000011100110000001010110011
00000000011100110000010000110011
00000000011100110110010010110011
00000000000000000000000000010011

Как я могу создать бинарный файл instructions.bin из тех же данных, что и instructions.txt, Другими словами .bin файл должен быть теми же 192 битами, которые находятся в .txt файл, с 32 битами на строку. Я использую Bash на Ubuntu Linux. Я пытался использовать xxd -b instructions.txt но вывод намного длиннее 192 бит.

5 ответов

Решение

oneliner для преобразования 32-битных строк из единиц и нулей в соответствующий двоичный файл:

$ perl -ne 'print pack("B32", $_)' < instructions.txt > instructions.bin

что оно делает:

  • perl -ne будет перебирать каждую строку входного файла, предоставленного на STDIN (instructions.txt)
  • pack("B32", $_) примет список строк из 32 бит ($_ который мы только что прочитали из STDIN), и конвертируем его в двоичное значение (вы можете использовать альтернативно "b32" если вы хотите, чтобы в каждом байте был порядок возрастания битов, а не порядок убывания битов; увидеть perldoc -f pack Больше подробностей)
  • print затем выведет это преобразованное значение в STDOUT, который мы затем перенаправим в наш двоичный файл instructions.bin

проверить:

$ hexdump -Cv instructions.bin
00000000  00 00 00 13 02 d1 20 83  00 73 02 b3 00 73 04 33  |...... ..s...s.3|
00000010  00 73 64 b3 00 00 00 13                           |.sd.....|
00000018

$ xxd -b -c4 instructions.bin
00000000: 00000000 00000000 00000000 00010011  ....
00000004: 00000010 11010001 00100000 10000011  .. .
00000008: 00000000 01110011 00000010 10110011  .s..
0000000c: 00000000 01110011 00000100 00110011  .s.3
00000010: 00000000 01110011 01100100 10110011  .sd.
00000014: 00000000 00000000 00000000 00010011  ....

Добавление -r опция (обратный режим) для xxd -b на самом деле не работает должным образом, потому что xxd просто не поддерживает объединение этих двух флагов (игнорирует -b если оба даны). Вместо этого вы должны сначала преобразовать биты в гекс. Например, вот так:

( echo 'obase=16;ibase=2'; sed -Ee 's/[01]{4}/;\0/g' instructions.txt ) | bc | xxd -r -p > instructions.bin

Полное объяснение:

  • Часть внутри скобок создает bc скрипт. Сначала он устанавливает входную базу в двоичное (2), а выходную базу - в шестнадцатеричное (16). После этого sed команда печатает содержимое instructions.txt с точкой с запятой между каждой группой из 4 битов, что соответствует 1 шестнадцатеричной цифре. Результат передан в bc,
  • Точка с запятой является разделителем команд в bcТаким образом, все, что делает скрипт, это выводит каждое входное целое число обратно (после преобразования базы).
  • Выход из bc представляет собой последовательность шестнадцатеричных цифр, которую можно преобразовать в файл с обычным xxd -r -p,

Выход:

$ hexdump -Cv instructions.bin
00000000  00 00 00 13 02 d1 20 83  00 73 02 b3 00 73 04 33  |...... ..s...s.3|
00000010  00 73 64 b3 00 00 00 13                           |.sd.....|
00000018
$ xxd -b -c4 instructions.bin
00000000: 00000000 00000000 00000000 00010011  ....
00000004: 00000010 11010001 00100000 10000011  .. .
00000008: 00000000 01110011 00000010 10110011  .s..
0000000c: 00000000 01110011 00000100 00110011  .s.3
00000010: 00000000 01110011 01100100 10110011  .sd.
00000014: 00000000 00000000 00000000 00010011  ....

Мой первоначальный ответ был неверным - xxd не может принять либо -p или же -r с -b...

Учитывая, что другие ответы работоспособны, и в интересах "другого пути", как насчет следующего:

вход

$ cat instructions.txt
00000000000000000000000000010011
00000010110100010010000010000011
00000000011100110000001010110011
00000000011100110000010000110011
00000000011100110110010010110011
00000000000000000000000000010011

Выход

$ hexdump -Cv < instructions.bin
00000000  00 00 00 13 02 d1 20 83  00 73 02 b3 00 73 04 33  |...... ..s...s.3|
00000010  00 73 64 b3 00 00 00 13                           |.sd.....|
00000018

Трубопровод Баш:

cat instructions.txt \
    | tr -d $'\n' \
    | while read -N 4 nibble; do 
        printf '%x' "$((2#${nibble}))"; \
      done \
    | xxd -r -p \
    > instructions.bin
  • cat - не нужно, но используется для ясности
  • tr -d $'\n' - удалить все новые строки из ввода
  • read -N 4 nibble - прочитать ровно 4× символов в nibble переменная
  • printf '%x' "$((2#${nibble}))" преобразовать клочок из двоичного в 1× шестнадцатеричный символ
    • $((2#...)) - преобразовать данное значение из базы 2 (двоичная) в базу 10 (десятичная)
    • printf '%x' - отформатировать заданное значение от основания 10 (десятичное) до основания 16 (шестнадцатеричное)
  • xxd -r -p - задний ход (-r) простой дамп (-p) - от шестнадцатеричного до необработанного двоичного

Python:

python << EOF > instructions.bin
d = '$(cat instructions.txt | tr -d $'\n')'
print(''.join([chr(int(d[i:i+8],2)) for i in range(0, len(d), 8)]))
EOF
  • Не цитируемый наследник (<< EOF) используется для получения содержимого в коде Python
    • Это не эффективно, если ввод становится большим
  • cat а также tr - используется для получения чистого (однострочного) ввода
  • range(0, len(d), 8) - получить список чисел от 0 до конца строки d, шагая 8× символов за раз.
  • chr(int(d[i:i+8],2)) - преобразовать текущий фрагмент (d[i:i+8]) из двоичного в десятичное (int(..., 2)), а затем в сырой характер (chr(...))
  • [ x for y in z] - понимание списка
  • ''.join(...) - преобразовать список символов в одну строку
  • print(...) - распечатай

Вы также можете попробовать опубликовать это на сайте CodeGolf SE, но вот моя альтернативная версия Python (только для кик-апа):

python -c "import sys,struct;[sys.stdout.buffer.write(struct.pack('!i',int(x,2)))for x in sys.stdin]" \
< input.txt > output.bin

Если предположить, input.txt содержит ваши данные, и он отформатирован до 32 символов в строке.

Это использует Python 3 struct пакет и запись / чтение в stdin / out. (В Python 2 это было бы короче).

двоичные файлы не разделяют строки символами новой строки. Двоичные файлы не имеют разделителей; это всего лишь один файл с набором цифр 0 и 1, хранящийся на каком-то устройстве, организованном в секторах, контролируемых таблицей размещения файлов или аналогичным сопоставлением, чтобы придать ему смысл.

Вы можете либо преобразовать текстовый файл как есть в двоичный формат, получив в результате 192 бита (24 байта), либо добавить символ новой строки после каждой 32-битной последовательности, чтобы получить файл с 6 дополнительными байтами.

Код ниже дает вам 192-битный файл по запросу:

      for x in $(cat file.txt); 
do s=${x:0:32}; 
echo $(printf '%08X' "$((2#$s))"); 
done | xxd -r -p > file.bin

Альтернативой является чтение по 8 бит за раз, если вам не нужен дополнительный код для заполнения (4-байтовые строки в текстовом файле).

Протестировано на Ubuntu 16.04.7.

Другие вопросы по тегам