(5)初识Mach-O

APP从开发到安装到手机的过程1

  • MJRefreshExample.app中的MJRefreshExample文件是iOS中的可执行文件,文件格式是Mach-O

APP从开发到安装到手机的过程2

逆向APP的思路

  • 界面分析
    • Cycript、Reveal
  • 代码分析
    • 对Mach-O文件的静态分析
    • MachOView、class-dump、Hopper Disassembler、ida等
  • 动态调试
    • 对运行中的APP进行代码调试
    • debugserver、LLDB
  • 代码编写
    • 注入代码到APP中
    • 必要时还可能需要重新签名、打包ipa

class-dump

顾名思义,它的作用就是把Mach-O文件的class信息给dump出来(把类信息给导出来),生成对应的.h头文件

  • 官方地址:http://stevenygard.com/projects/class-dump/
  • 下载完工具包后将class-dump文件复制到Mac的/usr/local/bin目录,这样在终端就能识别class-dump命令了

常用格式

  • class-dump -H Mach-O文件路径 -o 头文件存放目录
    • -H表示要生成头文件
    • -o用于制定头文件的存放目录

代码的编译过程

  • 在同一种架构平台下,每一条汇编指令都有与之对应的唯一的机器指令

  • 不同的OC代码,编译出来的汇编代码可能是一样的

Hopper Disassmbler

Hopper Disassmbler能够将Mach-O文件的机器语言代码反编译成汇编代码、OC伪代码或者Swift伪代码

  • 常用快捷键
    • Shift + Option + X(找出哪里引用了这个方法)

动态库共享缓存(dyld shared cache)

从iOS3.1开始,为了提高性能,绝大部分的系统动态库文件都打包存放到了一个缓存文件中(dyld shared cache)

  • 缓存文件路径:/System/Library/Caches/com.apple.dyld/dyld_shared_cache_armX

动态库的加载

在Mac\iOS中,是使用了/usr/lib/dyld程序来加载动态库

  • dyld
    • dynamic link editor,动态链接编辑器
    • dynamic loader,动态加载器
  • dyld源码
    • https://opensource.apple.com/tarballs/dyld/

从动态库共享缓存抽取动态库

可以使用dyld源码中的launch-cache/dsc_extractor.cpp

  • #if 0前面的代码删除(包括#if 0),把最后面的#endif也删掉
  • 编译dsc_extractor.cpp
    • clang++ -o dsc_extractor dsc_extractor.cpp
  • 使用dsc_extractor
    • ./dsc_extractor 动态库共享缓存文件的路径 用于存放抽取结果的文件夹

Mach-O

Mach-O是Mach object的缩写,是Mac\iOS上用于存储程序、库的标准格式

  • 属于Mach-O格式的文件类型有

  • 可以在xnu源码中,查看到Mach-O格式的详细定义(https://opensource.apple.com/tarballs/xnu/)
    • EXTERNAL_HEADERS/mach-o/fat.h
    • EXTERNAL_HEADERS/mach-o/loader.h

常见的Mach-O文件类型

  • MH_OBJECT
    • 目标文件(.o)
    • 静态库文件(.a),静态库其实就是N个.o合并在一起
  • MH_EXECUTE:可执行文件
    • .app/xx
  • MH_DYLIB:动态库文件
    • .dylib
    • .framework/xx
  • MH_DYLINKER:动态链接编辑器
    • /usr/lib/dyld
  • MH_DSYM:存储着二进制文件符号信息的文件
    • .dSYM/Contents/Resources/DWARF/xx(常用于分析APP的崩溃信息)

在Xcode中查看target的Mach-O类型

Mach-O的基本结构

官方描述

  • https://developer.apple.com/library/content/documentation/DeveloperTools/Conceptual/MachOTopics/0-Introduction/introduction.html
  • 一个Mach-O文件包含3个主要区域

    • Header (文件类型、目标架构类型等
      )
    • Load commands(描述文件在虚拟内存中的逻辑结构、布局
      )
    • Raw segment data(在Load commands中定义的Segment的原始数据

窥探Mach-O的结构

  • 命令行工具
    • file:查看Mach-O的文件类型
      • file 文件路径
  • otool:查看Mach-O特定部分和段的内容

  • lipo:常用于多架构Mach-O文件的处理

    • 查看架构信息:lipo -info 文件路径
    • 导出某种特定架构:lipo 文件路径 -thin 架构类型 -output 输出文件路径
    • 合并多种架构:lipo 文件路径1 文件路径2 -output 输出文件路径
  • GUI工具
    • MachOView(https://github.com/gdbinit/MachOView)

Universal Binary(通用二进制文件)

  • 通用二进制文件
    • 同时适用于多种架构的二进制文件
    • 包含了多种不同架构的独立的二进制文件
  • 因为需要储存多种架构的代码,通用二进制文件通常比单一平台二进制的程序要大
  • 由于两种架构有共同的一些资源,所以并不会达到单一版本的两倍之多
  • 由于执行过程中,只调用一部分代码,运行起来也不需要额外的内存
  • 因为文件比原来的要大,也被称为“胖二进制文件”(Fat Binary)

dyld和Mach-O

  • dyld用于加载以下类型的Mach-O文件
    • MH_EXECUTE
    • MH_DYLIB
    • MH_BUNDLE
  • APP的可执行文件、动态库都是由dyld负责加载的

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