本文主要介绍Mach-O文件的内部结构的演示
Mach-O文件结构
下面更多的是Mach-O的结构演示，更多的Mach-O介绍可以查看iOS-底层原理 32：启动优化（一）基本概念，这里并不详细讲解
Mach-O内部结构
因为MachO文件本身是一种文件格式，所以我们一定需要了解其文件内部结构。其内部结果如下图所示：
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Mach-O 的组成结构主要分为三部分
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Header包含该二进制文件的一般信息- 字节顺序、架构类型、加载指令的数量等。
- 使得可以快速确认一些信息，比如当前文件用于32位还是64位，对应的处理器是什么、文件类型是什么
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Load commands（加载命令） 一张包含很多内容的表- 内容包括
区域的位置、符号表、动态符号表等。
- 内容包括
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Data(数据) 通常是对象文件中最大的部分- 包含
Segement的具体数据，首先是分段，然后段中`分节
- 包含
终端命令：otool
在终端中，我们通过otool 查看Mach-O的一些指令
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- 查看Mach-O的Header信息：
otool -f 12-macho
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MachOView软件
- 通过
MachOView查看Mach-O文件
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验证ARM_V7与ARM_V7s之间是否是分页？
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ARM_V7与ARM_V7s的差值：
16384+79376 - 98304 = -2544 -
ARM_V7的大小：-2544 - 79376 = - 81920，查看这个值是否是 pageSize（4096）的倍数 -
是否是PAGESIZE的倍数：
81920 / 4096 = 20(MacOS中)，但是由于是iOS，所以20 / 4 = 5页，说明是分页了，即按页对齐
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两者对比
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otool与MachOView查看的Mach-O进行对比
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MachOView演示
通过MachOView查看Mach-O结构，分为三部分：Header、Load Commands、Data
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1、查看
arm64下Mach-O的Header
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2、查看
Load Commands
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VM Addr: 虚拟内存地址
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VM Size： 虚拟内存大小，在运行时刻，在内存中的大小，4g
- 64位地址：0x12345678a2345678
- 32位地址：0x12345678-
File offset: 数据在文件中偏移量 -
File size: 数据在文件中的大小
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3、 Section中分为两大类：
__TEXT（代码）、__DATA（数据）
1、Header的数据结构
- 在
CMD+shift+O搜索loader.h,找到Mach_Header_64(arm64架构)的数据结构如下所示，与mach_header相比，只是多了一个reverse
<!--1、mach_header-->
struct mach_header {
uint32_t magic; /* 魔数，快速定位属于64还是32位 */
cpu_type_t cputype; /* CPU类型 */
cpu_subtype_t cpusubtype; /* CPU的具体类型 */
uint32_t filetype; /* 文件类型，比如可执行文件 */
uint32_t ncmds; /* Load Commands的条数 */
uint32_t sizeofcmds; /* Load Commands的大小 */
uint32_t flags; /* 标志位标识二进制文件支持的功能，主要是和系统加载、链接有关 */
};
<!--2、mach_header_64-->
struct mach_header_64 {
uint32_t magic; /* 魔数，快速定位属于64还是32位 */
cpu_type_t cputype; /* CPU类型 */
cpu_subtype_t cpusubtype; /* CPU的具体类型 */
uint32_t filetype; /* 文件类型，比如可执行文件 */
uint32_t ncmds; /* Load Commands的条数 */
uint32_t sizeofcmds; /* Load Commands的大小 */
uint32_t flags; /* 标志位标识二进制文件支持的功能，主要是和系统加载、链接有关 */
uint32_t reserved; /* reserved */
};
- 2、查看filetype种类
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OC文件：
#define MH_OBJECT 0x1 -
可执行文件：
#define MH_EXECUTE 0x2 -
...
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2、Load Commands
Load Commands中的相关字段含义如下所示
| LoadCommands | 说明 |
|---|---|
| LC_SEGMENT_64 | 将文件中（32位或64位）的段映射到进程地址空间中，主要分为__TEXT、__DATA、LINKEDIT几大块 |
| LC_DYLD_INFO_ONLY | 动态链接相关信息 |
| LC_SYMTAB | 符号地址 |
| DYSYMTAB | 动态符号表地址 |
| LC_LOAD_DYLINKER | 使用谁加载，我们使用dyld |
| LC_UUID | Mach-O文件的唯一识别标识 UUID |
| LC_VERSION_MIN_MACOSX | 支持最低的操作系统版本 |
| LC_SOURCE_VERSION | 源代码版本 |
| LC_MAIN | 设置程序主线程的入口地址和栈大小 |
| LC_ENCRYPTION_INFO_64 | 加密信息 |
| LC_LOAD_DYLIB | 依赖库的路径，包含三方库 |
| LC_FUNCTION_STARTS | 函数起始地址表 |
| LC_CODE_SIGNATURE | 代码签名 |
演示
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1、
LC_SEGMENT_64中__TEXT、__DATA、LINKEDIT的对应关系如下图所示
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2、查看
LC_DYLD_INFO_ONLY动态链接信息
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其中Rebase是重定向，重定向过程简述如下：
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1）
代码段放入Mach-O文件，在编译时期，会生成一个偏移地址 -
2）在运行时期，
mach-o文件放入虚拟内存，其内存也是随机变化的（由系统分配 - ASLR） -
3）所以之前的代码段在mach-O中偏移值就不性能使用了，需要通过
ASLR + Rebase Info Offset重定向，主要改变的是汇编代码
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3、查看
LC_SYMTAB符号地址
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4、查看
LC_LOAD_DYLINKER，使用谁链接，这里使用的是dyld
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6、查看
LC_UUID，mach-o文件识别的唯一标识
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7、查看
LC_VERSION_MIN_MACOSX，支持的最低版本信息
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8、查看
LC_SOURCE_VERSION，代码版本
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9、查看
LC_MAIN，入口函数
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- 作用：用于逆向时找不到切入点时（例如：做了防护，运行就闪退），可以从这里找到
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10、查看
LC_ENCRYPTION_INFO_64，此时Crypt ID为0，表示还没有加密
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3、Data
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1、如果我们想快速定位代码段，需要通过
LC_SEGMENT_64(__TEXT)中的VM Adress
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2、查看
代码段的起始位置
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也可以通过objdump命令来查看:objdump --macho -d 12-macho
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从这里看出，正好与Mach-O文件中的对应 -
3、查看stub、stub_helper：主要是用于符号绑定，这里的
0x1000065d4全是指向的000325D4偏移，且前面6句汇编都是在做符号绑定
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4、查看外部符号表（即 调用外部函数，只有在运行时才绑定），有两个：懒加载、非懒加载
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这里是先绑定专门用来绑定外部的函数，在用这个函数去绑定其他函数
总结
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Mach-O内部结构
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Header：用于快速确定该文件的CPU类型、文件类型 -
Load Commands：指示加载器如何设置并加载二进制数据 -
Data：存放数据，例如代码、数据、字符串常量、类、方法等，-
Section中分为两大类：__TEXT（代码）、__DATA（数据）
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可以通过
otool命令查看Mach-O信息，例如查看Header信息：otool -f 12-macho -
可以通过
objdump命令来查看代码段:objdump --macho -d 12-macho
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