加载 Mach-O 可执行文件需要什么？

Question

我正在尝试手写一个 Mach-O 可执行文件。加载命令共有三个：

• LC_SEGMENT_64加载中__PAGEZERO
• LC_SEGMENT_64 加载 __TEXT，带有单个 __text 部分
• LC_UNIXTHREAD 带有适当设置的 rip

每个命令都匹配mach/loader.h 和相关标头中的结构。 otool -l 按预期列出信息并且不报告任何错误。众所周知，它是一个格式良好的目标文件——但 OS X 10.10.5 终止了任务 (SIGKILL)。

在 OS X 加载之前检查 Mach-O 可执行文件的哪些功能？此信息位于何处？这些功能是否会因版本而异？ （经常被引用的“OS X ABI Mach-O Reference”显然不见了。）

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这是二进制文件的partially annotated hexdump。

otool 健全性检查（摘录）：

$ otool -l machtest
machtest:
Load command 0
      cmd LC_SEGMENT_64
  cmdsize 72
  segname __PAGEZERO
…
Load command 1
      cmd LC_SEGMENT_64
  cmdsize 152
  segname __TEXT
…
Section
  sectname __text
   segname __TEXT
…
Load command 2
        cmd LC_UNIXTHREAD
…

Answer 1

自 10.10.5 Yosemite 起，可执行文件的长度必须至少为 4096 字节（PAGE_SIZE），否则会立即被杀死。 @Siguza在XNU kernelexec_activate_image函数https://github.com/apple/darwin-xnu/blob/0a798f6738bc1db01281fc08ae024145e84df927/bsd/kern/kern_exec.c#L1456找到的相关代码

没有 dyld

假设您想要一个仅使用系统调用的 64 位 macOS 可执行文件，您需要：

• Mach-O 64 位标头
• LC_SEGMENT_64__PAGEZERO（大小不为零，名称可以是任何值）
• LC_SEGMENT_64__TEXT（名称可以是任何东西；必须是可读和可执行的；部分是可选的）
• LC_UNIXTHREAD

这里是 my example 用于这种情况。

使用 dyld

不过，如果没有 dyld，您将无法做很多事情，所以如果您想使用它，最小集合是：

• Mach-O 64 位标头
• LC_SEGMENT_64__PAGEZERO（非零大小）
• LC_SEGMENT_64__TEXT（名称可以是任何东西；必须是可读和可执行的；部分是可选的）
• LC_SEGMENT_64 __LINKEDIT（必须是可写的，因为 dyld 需要可写段，在 ld 链接的二进制文件中，可写段通常为 __DATA）
• LC_DYLD_INFO_ONLY（指定实际的dyld加载命令在可执行文件中的物理位置，通常它们会在__LINKEDIT找到，但对此没有限制）或者有趣的是LC_SYMTAB，这将使实际的dyld不可能不使用LC_DYLD_INFO_ONLY。
• LC_DYSYMTAB（可以为空）
• LC_LOAD_DYLINKER
• LC_MAIN 或 LC_UNIXTHREAD
• LC_LOAD_DYLIB（至少要加载一个实际的 dylib，最终依赖于 libSystem 或 libSystem 本身才能使 LC_MAIN 工作）

LC_UNIXTHREAD 和 LC_MAIN

在现代可执行文件中（自 10.7 Mountain Lion 起），LC_UNIXTHREAD 被 LC_MAIN 取代，这需要 dyld — 但自 10.12 Sierra 起，任何可执行文件仍支持 LC_UNIXTHREAD（将来应该会支持） MacOS 版本，因为它被 dyld 可执行文件本身用来实际启动）。

要让dyld 工作，额外的步骤取决于绑定类型：
bind at load 是最省力的方法，其中LC_DYLD_INFO_ONLY 指向有效的dyld load commands 指向可写段即可。lazy binding 在__TEXT 中还需要额外的平台特定代码，它利用在加载时绑定dyld_stub_binder 到dyld 加载函数的延迟加载地址。
还有其他类型的dyld binding，这里就不一一介绍了。

更多详情可以在这里找到：https://github.com/opensource-apple/dyld/blob/master/src/ImageLoaderMachO.cpp

Answer 2

不是 100% 肯定，但你需要 LC_LOAD_DYLINKER 加载命令在你的可执行文件之前运行 dyld，我很确定 OSX 不会自动映射到 /usr/lib/dyld 如果加载命令不可用.

您需要/usr/lib/libSystem.B.dylib 和LC_LOAD_DYLIB 加载命令吗？我不这么认为，但这两者都很好，而且成本也不高。