一、pin的介绍（偷懒，来自chatgpt）

Intel Pin 是一种动态二进制插桩（DBI）工具，它允许用户在不修改源代码的情况下，对程序进行插桩和分析。插桩是指向程序中插入额外的代码，以便监视程序的执行、收集数据或修改程序的行为。

Intel Pin 可以用于各种用途，包括性能分析、代码覆盖率分析、安全漏洞检测、软件调试等。通过插桩工具，开发人员可以获得对程序运行时行为的深入了解，而无需修改程序的源代码。

就比如：我可以不修改ls指令，就知道ls指令总共执行了多少条机器指令，我可以不修改我的可执行文件，就通过pin得知该可执行文件，执行过程总共有多少次访存操作、多少次系统调用，等等

Intel Pin 主要用途包括：

1. 性能分析：可以插入代码来跟踪函数调用、内存访问、指令执行等，从而进行性能分析和优化。

2. 安全分析：可以用于检测程序中的安全漏洞、漏洞利用、恶意行为等，有助于提高软件的安全性。

3. 代码覆盖率分析：可以插入代码来跟踪程序执行过程中哪些代码被执行，用于代码覆盖率分析和测试覆盖率评估。

4. 软件调试：可以插入代码以捕获程序的状态、变量值等信息，用于软件调试和问题定位。

二、pin的下载和使用（针对linux）

pin的官网为：https://www.intel.com/content/www/us/en/developer/articles/tool/pin-a-dynamic-binary-instrumentation-tool.html

 下载地址为：https://www.intel.com/content/www/us/en/developer/articles/tool/pin-a-binary-instrumentation-tool-downloads.html

下载后解压，将解压后的文件夹移动到要安装的位置即可。

使用方式为

<pin安装的目录>/pin -t 工具名.so -- 可执行文件

这样就可以使用写好的工具，对要分析的可执行文件进行分析了。

三、pin分析工具如何写

pin工具编写模式总结

对pin分析工具代码的编写模式进行总结，大致是如下这个样子

//pin工具的头文件
#include "pin.H"

//用来注册的各种函数
// 函数1
VOID Instruction(INS ins, VOID* v)
{
    xxxxxxxx
}

// 函数2
VOID Fini(INT32 code, VOID* v)
{
    xxxxx
}
 
int main(int argc, char* argv[])
{
    //pin初始化
    PIN_Init(argc, argv);
 
    //注册各种函数
    // 注册，使待分析可执行文件，每条指令执行前，都会运行一遍Instruction函数
    INS_AddInstrumentFunction(Instruction, 0);
 
    // 注册，使得分析结束后，运行Fini函数
    PIN_AddFiniFunction(Fini, 0);
 
    // 启动程序的运行
    PIN_StartProgram();
    return 0;
}

一句话总结代码模式就是：main函数里面，进行各种级别的插桩。main函数外面，就是各种用来插桩的函数。

什么是插桩：就是注册，遇到每条指令做什么，遇到每个trace做什么，遇到每个routine做什么

pin工具代码实例分析

/*
 * Copyright (C) 2004-2021 Intel Corporation.
 * SPDX-License-Identifier: MIT
 */
 
#include <iostream>
#include <fstream>
#include "pin.H"
using std::cerr;
using std::endl;
using std::ios;
using std::ofstream;
using std::string;
 
ofstream OutFile;
 
// The running count of instructions is kept here
// make it static to help the compiler optimize docount
static UINT64 icount = 0;
 
// This function is called before every instruction is executed
VOID docount() { icount++; }
 
// Pin calls this function every time a new instruction is encountered
VOID Instruction(INS ins, VOID* v)
{
    // Insert a call to docount before every instruction, no arguments are passed
    INS_InsertCall(ins, IPOINT_BEFORE, (AFUNPTR)docount, IARG_END);
}
 
KNOB< string > KnobOutputFile(KNOB_MODE_WRITEONCE, "pintool", "o", "inscount.out", "specify output file name");
 
// This function is called when the application exits
VOID Fini(INT32 code, VOID* v)
{
    // Write to a file since cout and cerr maybe closed by the application
    OutFile.setf(ios::showbase);
    OutFile << "Count " << icount << endl;
    OutFile.close();
}
 
/* ===================================================================== */
/* Print Help Message                                                    */
/* ===================================================================== */
 
INT32 Usage()
{
    cerr << "This tool counts the number of dynamic instructions executed" << endl;
    cerr << endl << KNOB_BASE::StringKnobSummary() << endl;
    return -1;
}
 
/* ===================================================================== */
/* Main                                                                  */
/* ===================================================================== */
/*   argc, argv are the entire command line: pin -t <toolname> -- ...    */
/* ===================================================================== */
 
int main(int argc, char* argv[])
{
    // Initialize pin
    if (PIN_Init(argc, argv)) return Usage();
 
    OutFile.open(KnobOutputFile.Value().c_str());
 
    // Register Instruction to be called to instrument instructions
    INS_AddInstrumentFunction(Instruction, 0);
 
    // Register Fini to be called when the application exits
    PIN_AddFiniFunction(Fini, 0);
 
    // Start the program, never returns
    PIN_StartProgram();
 
    return 0;
}

 直接从官网教程复制下来的代码

概述这段代码就是

（1）定义一个全局变量icount

（2）注册函数调用，分析状态下，每遇到一条指令，就插桩一个函数（该函数让icount数值加1）

（3）注册结束时的函数，将icount的结果写到目标文件中

（4）好了，开始运行：PIN_StartProgram();

工具中的代码，是在待分析可执行文件运行前，进行各种注册。

注册完之后，运行要分析的可执行文件，每遇到指定的事件，就会运行我们注册好的指定函数；

所以，要分析的可执行文件，运行过程中，每遇到一条指令，就会调用一次docount函数，使icont值加1

而icount值，就是要分析的可执行文件的所有执行指令数。

上面这个案例代码，在目录<install path>/source/tools/ManualExamples下。

通过以下步骤可以查看这个工具的效果

cd <install path>/source/tools/ManualExamples

make obj-intel64/inscount0.so TARGET=intel64

../../../pin -t obj-intel64/inscount0.so -o inscount0.log -- /bin/ls

 这里我们选择待测可执行文件为/bin/ls，用来测试的可执行文件也可以换成其他的

之后

cat inscount0.log

 就可以看到我们想测的目标应用程序，总共执行了多少条代码

效果如下：

根据图片可知，ls指令执行了693413条指令，pwd指令执行了333373条指令