加载 Mach-O 可执行文件需要什么？

Question

我正在尝试 hand-write 一个 Mach-O 可执行文件。一共有三个加载命令：

LC_SEGMENT_64 加载中 __PAGEZERO
LC_SEGMENT_64 加载 __TEXT，带有单个 __text 部分
LC_UNIXTHREAD 与 appropriately-set rip

每个命令都匹配 mach/loader.h 和相关 headers 中的结构。 otool -l 按预期列出信息并且不报告任何错误。从各方面来看，它是一个 well-formed object 文件 — 然而 OS X 10.10.5 终止了任务 (SIGKILL)。

Mach-O 可执行文件的哪些功能在 OS X 加载之前会被检查？这些信息位于何处？这些功能会改变 version-to-version 吗？（often-cited "OS X ABI Mach-O Reference" 显然不见了。）

这里是一个partially annotated hexdump的二进制文件。

otool 完整性检查（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

不是 100% 确定，但你需要 LC_LOAD_DYLINKER 在你的可执行文件之前加载命令到运行 dyld，我很确定 OSX如果该加载命令不可用，则不会自动映射到 /usr/lib/dyld。

您需要 /usr/lib/libSystem.B.dylib 和 LC_LOAD_DYLIB 加载命令吗？我不这么认为，但拥有两者都很好，而且花费不多。

Answer 2

从 10.10.5 Yosemite 开始，可执行文件必须至少 4096 字节长 ( PAGE_SIZE )，否则将立即被杀死。 @Siguza在XNU kernelexec_activate_image函数https://github.com/apple/darwin-xnu/blob/0a798f6738bc1db01281fc08ae024145e84df927/bsd/kern/kern_exec.c#L1456

中找到的相关代码

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 Header
LC_SEGMENT_64 __PAGEZERO（非零大小，名称可以是任何东西）
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这个案例。

用dyld

虽然没有 dyld 你不能做很多事情，所以如果你想使用它，最小的设置是：

Mach-O 64 位 Header
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 链接二进制文件中，可写段通常是 __DATA）
LC_DYLD_INFO_ONLY（指定实际 dyld 加载命令在可执行文件中的物理位置，通常可以找到它们 __LINKEDIT 但对此没有限制）或者有趣的是 LC_SYMTAB 而不是，这将使实际的 dyld 在没有 LC_DYLD_INFO_ONLY.
LC_DYSYMTAB（可以为空）
LC_LOAD_DYLINKER
LC_MAIN 或 LC_UNIXTHREAD
LC_LOAD_DYLIB（至少要加载一个最终依赖于 libSystem 或 libSystem 本身才能使 LC_MAIN 工作的实际 dylib）

此外，自 MacOS Monterey 12.3 起：

LC_SYMTAB（如果使用 LC_DYSYMTAB，则现在需要）

`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 — 但任何可执行文件仍然支持 LC_UNIXTHREAD 作为10.12 Sierra（它应该在未来的 MacOS 版本中，因为它被 dyld 可执行文件本身用来实际启动）。

要使 dyld 正常工作，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 dyld load commands 指向可写段就可以了。
lazy binding 在 __TEXT 中还需要额外的平台特定代码，它在加载时使用绑定 dyld_stub_binder 来延迟加载 dyld 加载函数的地址。
还有其他类型的 dyld binding 我没有在这里介绍。

可以在此处找到更多详细信息：https://github.com/opensource-apple/dyld/blob/master/src/ImageLoaderMachO.cpp

加载 Mach-O 可执行文件需要什么？

What is required for a Mach-O executable to load?

mach-o

xnu

没有dyld

用dyld

`LC_UNIXTHREAD` 和 `LC_MAIN`

加载 Mach-O 可执行文件需要什么？

What is required for a Mach-O executable to load?

mach-o

xnu

没有dyld

用dyld

LC_UNIXTHREAD 和 LC_MAIN

`LC_UNIXTHREAD` 和 `LC_MAIN`