前言：

?????Mach-O(Mach Object)是macOS、iOS、iPadOS存儲程序和庫的文件格式。對應(yīng)系統(tǒng)通過應(yīng)用二進(jìn)制接口(application binary interface，縮寫為ABI)來運(yùn)行該格式的文件。Mach-O格式用來替代BSD系統(tǒng)的a.out格式。Mach-O文件格式保存了在編譯過程和鏈接過程中產(chǎn)生的機(jī)器代碼和數(shù)據(jù)，從而為靜態(tài)鏈接和動態(tài)鏈接的代碼提供了單一文件格式。

MachO格式的常見文件有：

目標(biāo)文件.o

庫文件 .a靜態(tài)庫 .dylib動態(tài)庫 .framework文件

二進(jìn)制可執(zhí)行文件 dyld動態(tài)鏈接器將依賴的動態(tài)庫加載到內(nèi)存 .dsym符號表

可執(zhí)行文件調(diào)用過程

1. 調(diào)用`fork`函數(shù)，創(chuàng)建一個(gè)`process`

2. 調(diào)用`execve`或其衍生函數(shù)，在該進(jìn)程上加載，執(zhí)行我們的`Mach-O`文件

當(dāng)我們調(diào)用時(shí)`execve`(程序加載器)，內(nèi)核實(shí)際上在執(zhí)行以下操作:

????將文件加載到內(nèi)存

? ? 開始分析`Mach-O`中的`mach_header`，以確認(rèn)它是有效的`Mach-O`文件

一.?Mach-O文件結(jié)構(gòu)

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1. 查看MachO Headers

// 查看 Header，包括 Load commands

$ objdump --macho --private-headers LoginApp

$?otool -l ${MACHO_PATH}

// 只查看 Header?

$ objdump --macho --private-header LoginApp?

$?otool -h ${MACHO_PATH}

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// 查看 __TEXT只讀代碼段? iOS7/8 蘋果限制 text代碼段為60M，現(xiàn)在放寬到500M

$ objdump --macho -d?${MACHO_PATH}

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在 中定義了程序的入口函數(shù)（定義在LC_MAIN的Load command命令），告訴動態(tài)鏈接器去加載程序的入口

// grep代表搜索， -A 5：向下輸出5行?

$?objdump --macho --private-headers LoginApp | grep "MAIN" -A 5

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2.使用machoinfo工具查看MachO Headers簡潔版

第一種使用方法：首先對machoinfo進(jìn)行編譯，生成一個(gè)查看MachO的文件，使用該文件查看其他MachO Headers信息，命令如下

$?./machoinfo?${MACHO_PATH}

image.png

第二種使用方法：Edit Scheme 配置要查看的MachO文件路徑，如下所示

被查看的MachO文件作為參數(shù)傳入程序入口?int?main(int?argc,char?*argv[])?

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配置完成之后，運(yùn)行machoinfo工程，macho信息打印在Xcode 控制臺

二. 符號表

?Symbol Table:就是用來保存符號。

?String Table:就是用來保存符號的名稱。

?Indirect Symbol Table:間接符號表。保存使用的外部符號。更準(zhǔn)確一點(diǎn)就是使 用的外部動態(tài)庫的符號。是Symbol Table的子集。

2.1 Xcode 腳本輸出重定位到終端

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2.2全局符號和本地符號

我們在main函數(shù)上定義一個(gè)全局變量和一個(gè)靜態(tài)變量

#import <Foundation/Foundation.h>

int global_init_value = 10;

static int static_init_value = 9;

int main(int argc, char *argv[]) {? return 0;? }

查看符號表命令

$?objdump --macho --syms ${MACH_PATH}

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可以看出全局變量是全局符號，靜態(tài)全局變量是本地符號。怎么把全局符號變成本地符號呢？

//定義成全局變量

extern int hidden_y;

extern double default_y;

extern double protected_y;

int hidden_y __attribute__((visibility("hidden"))) = 99; //全局符號變成本地符號double default_y __attribute__((visibility("default"))) = 100;//defalut不改變符號狀態(tài)

visibility屬性，控制文件導(dǎo)出符號，限制符號可見性

-fvisibility：clang參數(shù)

default：用它定義的符號將被導(dǎo)出。

hidden：用它定義的符號將不被導(dǎo)出。

全局符號對整個(gè)項(xiàng)目可見，對引用這個(gè)項(xiàng)目的工程也可見；本地符號只對當(dāng)前文件可見

如果我們在一個(gè)庫的m文件中實(shí)現(xiàn)一個(gè)全局的global_object函數(shù)，我們可以在項(xiàng)目中通過extern void? global_object()之后正常使用，但是如果我們項(xiàng)目中也實(shí)現(xiàn)global_object函數(shù)，代碼會優(yōu)先調(diào)用本項(xiàng)目中的global_object方法，這里涉及到命名空間

two_levelnamespace & flat_namespace:

二級命名空間與一級命名空間。鏈接器默認(rèn)采用二級命名空間，也就是除了會記錄符號 名稱，還會記錄符號屬于哪個(gè)Mach-O的，比如會記錄下來_NSLog來自Foundation。

2.3導(dǎo)出符號

我們在main中使用NSLog，可知NSLog對于Foundation是導(dǎo)出符號，NSLog對于我們的項(xiàng)目是導(dǎo)入符號

查看導(dǎo)出符號命令

$?objdump --macho --exports-trie ${MACH_PATH}

image.png

可以看出我們的導(dǎo)出符號也就是我們的全局符號。

2.4間接符號表

間接符號表是我們使用的其他動態(tài)庫的符號。

查看間接符號表命令

$ objdump --macho --indirect-symbols ${MACH_PATH}

image.png

我們strip的話，剝離本地符號，全局符號也就是導(dǎo)出符號不能被剝離。

2.5OC類是導(dǎo)出符號

OC是一門動態(tài)語言，默認(rèn)是導(dǎo)出符號，所以可以根據(jù)符號來恢復(fù)符號表。

我們創(chuàng)建OC類，查看OC類和方法是本地符號還是全局符號(導(dǎo)出符號)

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我們創(chuàng)建的oc類都是導(dǎo)出符號，如果我們不想讓我們的類作為導(dǎo)出符號被外界使用，我們可修改link配置，隱藏導(dǎo)出符號

配置other linker flag參數(shù)如下

OTHER_LDFLAGS=$(inherited) -Xlinker -unexported_symbol -Xlinker _OBJC_CLASS_$_LGOneObject

OTHER_LDFLAGS=$(inherited) -Xlinker -unexported_symbol -Xlinker _OBJC_METACLASS_$_LGOneObject

重新查看導(dǎo)出符號如下圖

image.png

配置other linker flag參數(shù)做一些其他操作

//? 剝離符號命令

OTHER_LDFLAGS=$(inherited) -Xlinker -S

// 多個(gè)OC類 可以使用??-unexported_symbol_list

OTHER_LDFLAGS=$(inherited) -Xlinker -unexported_symbol_list -Xlinker _OBJC_CLASS_$_LGOneObject

//? -map 導(dǎo)出一些符號信息以及鏈接的其他庫信息?

OTHER_LDFLAGS=$(inherited) -Xlinker -S -Xlinker -map -Xlinker /Users/wangning/Desktop/Symbol.text

2.6弱引用符號與弱定義符號?

Weak Symbol:

?????Weak Reference Symbol: 表示此未定義符號是弱引用。如果動態(tài)鏈接器找不

到該符號的定義，則將其設(shè)置為0。鏈接器會將此符號設(shè)置弱鏈接標(biāo)志。

?????Weak defintion Symbol: 表示此符號為弱定義符號。如果靜態(tài)鏈接器或動態(tài)鏈

接器為此符號找到另一個(gè)(非弱)定義，則弱定義將被忽略。只能將合并部分中的符號標(biāo)

記為弱定義。

//??弱引用

void weak_import_function(void) __attribute__((weak_import));

// 弱定義

void weak_function(void)? __attribute__((weak));

把一個(gè)全局符號定義成 弱定義符號，并不影響它是一個(gè)導(dǎo)出符號

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// -U 表示 弱引用符號 _weak_import_function? 動態(tài)鏈接時(shí)候不用管

OTHER_LDFLAGS=$(inherited) -Xlinker -U -Xlinker _weak_import_function

2.7未定義符號

common符號，未初始化的全局符號，當(dāng)找到定義的全局符號之后，會把未定義的符號刪除，所以重復(fù)定義并不會報(bào)錯(cuò)

鏈接的時(shí)候會把一個(gè)未定義符號強(qiáng)制成定義符號，類似于弱定義符號

NSLog對當(dāng)前使用的可執(zhí)行文件來說是一個(gè)未定義符號

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2.8間接符號表

間接符號表起別名，可以讓引用的庫文件提供給其他庫使用

// -alias??給間接符號表起別名

OTHER_LDFLAGS=$(inherited) -Xlinker -alias -Xlinker _NSLog -Xlinker Cat_NSLog

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Cat_NSLog作為重新導(dǎo)出符號提供給外部使用

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2.9重定位符號表

重定位符號就是我們在調(diào)用別人的api時(shí)，在編譯的時(shí)候需要記錄一下放到重定位符號表中。重定位符號表里存放當(dāng)前用到的符號，可以檢測重定位符號表來查看.o文件中對某個(gè)api的使用情況

//?查看目標(biāo)文件o的重定位

$?objdump --macho --reloc test.o

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2.10Swift符號表

Swift 作為一門靜態(tài)語言，其符號相關(guān)查看

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總結(jié)：

macho文件是可讀可寫的，strip命令 可以修改macho的內(nèi)容，也就是符號剝離。

Xcode中的斷點(diǎn)也是可以讀寫到文件中，斷點(diǎn)寫入文件后，在文件中可以查看斷點(diǎn)的絕對路徑等相關(guān)信息

br read -f ${PATH}? //?讀取文件中的斷點(diǎn)

br write -f ${PATH} // 斷點(diǎn)寫入文件

br list strip

br enable strip