[原创]初探Mach-O学习小记(附源码)
近来在学习osx和ios方面的东西，简单熟悉了下oc的语法后打算学习下osx和ios下的文件格式。
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- Header部分
结构体定义在mach-o/loader.h头文件中
struct mach_header {
uint32_t magic;
cpu_type_t cputype;
cpu_subtype_t cpusubtype;
uint32_t filetype;
uint32_t ncmds;
uint32_t sizeofcmds;
uint32_t flags;
};
struct mach_header_64 {
uint32_t magic;
cpu_type_t cputype;
cpu_subtype_t cpusubtype;
uint32_t filetype;
uint32_t ncmds;
uint32_t sizeofcmds;
uint32_t flags;
uint32_t reserved;
};
magic
用于判断程序的平台版本，也就是说判断是x86 or x64,在mach-o/loader.h中定义machheader与machheader64 结构的附近会看到两条宏，如果MHMAGIC的值是0xfeedface就说明是一个x86程序反之如果是0xfeedfacf 就是x64程序(以上理论基于osx,ios并未验证)。
#define MH_MAGIC 0xfeedface /* the mach magic number */ #define MH_CIGAM 0xcefaedfe /* NXSwapInt(MH_MAGIC) */ #define MH_MAGIC_64 0xfeedfacf /* the 64-bit mach magic number */ #define MH_CIGAM_64 0xcffaedfe /* NXSwapInt(MH_MAGIC_64) */
cputype与cpusubtype
用于判断CPU的平台与版本，在mach/machine.h头文件中可以看到两组宏定义CPUTYPE???和CPUSUBTYPE???，定义着各种各样的型号。
filetype
用于判断程序的文件类型,在mach-o/loader.h中定义一组宏可以很直观的明白该位的意义。
#define MH_OBJECT 0x1 /* relocatable object file */
#define MH_EXECUTE 0x2 /* demand paged executable file */
#define MH_FVMLIB 0x3 /* fixed VM shared library file */
#define MH_CORE 0x4 /* core file */
#define MH_PRELOAD 0x5 /* preloaded executable file */
#define MH_DYLIB 0x6 /* dynamically bound shared library */
#define MH_DYLINKER 0x7 /* dynamic link editor */
#define MH_BUNDLE 0x8 /* dynamically bound bundle file */
#define MH_DYLIB_STUB 0x9 /* shared library stub for static */
/* linking only, no section contents */
#define MH_DSYM 0xa /* companion file with only debug */
/* sections */
#define MH_KEXT_BUNDLE 0xb /* x86_64 kexts */
ncmds与sizeofcmds
ncmds代表Load Command的个数，sizeofcmds代表ncmds段Load Command的总字节数。
flags与reserved
flags表示dyld加载标志位，它的标识宏在mach-o/loader.h中格式为MH_???，reserved是x64的保留位，目前看了下基本是恒为0x00000000。
- Load Command
在mach-o/loader.h中可以看到对Load Command的定义。
struct load_command {
uint32_t cmd;
uint32_t cmdsize;
};
cmd与cmdsize
cmd该位的值表示其类型，这点最开始本以为只是标记，对照hex查看时发现结构对不上，在头文件中好好的看了下才发现自己认知错误。mach-o/loader.h中定义loadcommand结构体的下方有着一组宏(LC???)与注解，不同类型对应不同的的结构。cmdsize该位代表所占字节数。
segment_command LC_SEGMENT
segment_command_64 LC_SEGMENT_64
fvmlib_command LC_IDFVMLIB or LC_LOADFVMLIB
dylib_command LC_ID_DYLIB, LC_LOAD_{,WEAK_}DYLIB, LC_REEXPORT_DYLIB`
sub_framework_command LC_SUB_FRAMEWORK
sub_client_command LC_SUB_CLIENT`
sub_umbrella_command LC_SUB_UMBRELLA
sub_library_command LC_SUB_LIBRARY
prebound_dylib_command LC_PREBOUND_DYLIB
dylinker_command LC_ID_DYLINKER, LC_LOAD_DYLINKER orLC_DYLD_ENVIRONMENT
thread_command LC_THREAD or LC_UNIXTHREAD
routines_command LC_ROUTINES
symtab_command LC_SYMTAB
dysymtab_command LC_DYSYMTAB
twolevel_hints_command LC_TWOLEVEL_HINTS
prebind_cksum_command LC_PREBIND_CKSUM
uuid_command LC_UUID
rpath_command LC_RPATH
linkedit_data_command LC_CODE_SIGNATURE,LC_SEGMENT_SPLIT_INFO,LC_FUNCTION_STARTS, LC_DATA_IN_CODE, LC_DYLIB_CODE_SIGN_DRS or LC_LINKER_OPTIMIZATION_HINT.
encryption_info_command LC_ENCRYPTION_INFO
version_min_command LC_VERSION_MIN_MACOSX or LC_VERSION_MIN_IPHONEOS LC_VERSION_MIN_WATCHOS
dyld_info_command LC_DYLD_INFO or LC_DYLD_INFO_ONLY
linker_option_command LC_LINKER_OPTION
symseg_command LC_SYMSEG
ident_command LC_IDENT
fvmfile_command LC_FVMFILE
entry_point_command LC_MAIN
source_version_command LC_SOURCE_VERSION
在写代码对macho进行解析的时候发现，LC_SEGMENT和LC_SEGMENT_64与其他的类型并不一样，结构体内有一个nsects项，该项的值代表这个Segment段存在多少个secetion子段。
- Data
data段的数量就是Load Command中secetion的总数量，相应的数据与大小就是addr起始的size字节大小的数据。
struct section {
char sectname[16];
char segname[16];
uint32_t addr;
uint32_t size;
uint32_t offset;
uint32_t align;
uint32_t reloff;
uint32_t nreloc;
uint32_t flags;
uint32_t reserved1;
uint32_t reserved2;
};
struct section_64 {
char sectname[16];
char segname[16];
uint64_t addr;
uint64_t size;
uint32_t offset;
uint32_t align;
uint32_t reloff;
uint32_t nreloc;
uint32_t flags;
uint32_t reserved1;
uint32_t reserved2;
uint32_t reserved3;
};
初学osx/ios如发现文章中有错误，请指出望不吝赐教。
这是一个简单的解析macho的控制台demo，代码很少。献给和我一样刚刚转向学习osx/ios的朋友。
StudyMachO.zip
