初识Mach-O文件

前言：本文旨在介绍iOS中的Mach-O文件。

一、介绍

Mach-O是一种文件的格式（可执行文件的格式，比如图片的格式是png，可执行文件的格式是Mach-O），是iOS/Mac OS上存储程序以及库的标准格式。

二、基本结构

Mach-O文件的基本结构：

Header：头部，包含可以执行的CPU架构，比如x86，arm64。
Load commands：加载命令，也就是告诉系统如何去处理不同的加载信息。包含文件的组织架构和在虚拟内存中的布局方式。
Data：数据，包含Load commands中需要的各个段(segment)的数据，每个Segment的大小都是Page的整数倍。

Mach-O文件的基本结构

三、Load Commands

Load Commands

从上图可知 Load Commands 主要包含了有多个 Segment 段，每个 Segment 中又包含了多个 Section 段。每一部分都是系统执行指令。可以看到主要包含了以下几个Segment段：

__TEXT段：主要包含程序代码和只读的常量，这个段的内容如果是系统动态库的内容，那么所有进程公用。只读可执行。
__DATA段：主要包含全局变量和静态变量，这个段的内容每个进程单独进行维护。可读写。
__LINKEDIT：主要包含链接器使用的符号和其他的表（比如函数名称、地址等）这个段的内容也是可以多进程公用。只读。

四、常见的Mach-O文件类型

1、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

2、MH_EXECUTE：可执行文件

.app/xx

3、MH_DYLIB：动态库文件

.dylib
.framework/xx

4、MH_DYLINKER：动态链接编辑器

/usr/lib/dyld

5、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）

五、可以查看Mach-O文件的工具

1、MachOView工具

MachOView工具可以在Mac平台中查看MachO文件格式信息。

1.1、MachOView工具下载

MachOView

MachOView下载地址：http://sourceforge.net/projects/machoview/
MachOView源码地址：https://github.com/gdbinit/MachOView

1.2、MachOView工具使用

直接启动MachOView，在状态栏中点击file，打开对应的MachO文件即可。如下图：
打开后效果如下图，可以查看文件中的信息：

2、Hopper Disassmbler工具

Hopper Disassmbler 可以加载Mach-O文件，显示汇编代码和OC伪代码。

2.1、工具下载

Hopper Disassmbler工具

Hopper Disassmbler下载地址：https://www.hopperapp.com/download.html?

2.2、工具使用

直接启动Hopper Disassmbler，在状态栏中点击file，打开对应的MachO文件即可。如下图：
打开后效果如下图，可以查看文件中的信息：

3、ottol命令可查询Mach-O文件内容

otool可查询需要的内容：

比如输入：otool
    -f print the fat headers
    -a print the archive header
    -h print the mach header
    -l print the load commands
    -L print shared libraries used

终端输入：

otool -h Example

终端输出：

Example:
Mach header
      magic  cputype cpusubtype  caps    filetype ncmds sizeofcmds      flags
 0xfeedfacf 16777223          3  0x00           2    79       8640 0x00218085

4、size命令可查询Mach-O文件的内存分布