objdump&otool&nm查看Mach-O

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2023-12-01

分析`Mach-O`文件

简介: Mach-O

工具

objdump
objdump命令是用查看目标文件或者可执行的目标文件的构成的gcc工具
otool
用来查看可执行文件的mach-o信息
nm
查看符号表的工具

一、查询`mach-o`文件中指定的的`main`函数入口

使用objdump
```
  ❯ objdump -p ${MACH_PATH} | ag 'LC_MAIN' -A 3
```
输出结果:
```
      cmd LC_MAIN
  cmdsize 24
  entryoff 8384
  stacksize 0
```
使用的插件:
- Ag
  终端字符搜索神器，快而准，格式又美观，无敌
  三方总结帮助文档

二、只看 `Mach header`

objdump既可以查看Mach-O文件, 也可以查看Linux的ELF文件

  objdump --macho -private-header  ${MACH_PATH}

输出结果:

  Mach header
      magic cputype cpusubtype  caps    filetype ncmds sizeofcmds      flags
  MH_MAGIC_64  X86_64        ALL  0x00     EXECUTE    27       3160   NOUNDEFS DYLDLINK TWOLEVEL PIE

使用otool -h也是同样的效果

三、查看`Mach-O`文件的机器指令(`__TEXT`)

使用工具objdump
```
  ❯ objdump --macho -d ${MACH_PATH}
```

四、`otool`查看`Mach-O`文件

展示的数据比较原始

  otool -l ${MACH_PATH}

  (__TEXT,__text) section
  -[ViewController viewDidLoad]:
  100001e70:    55    pushq    %rbp
  100001e71:    48 89 e5    movq    %rsp, %rbp
  100001e74:    48 83 ec 20    subq    $32, %rsp
  100001e78:    48 89 7d f8    movq    %rdi, -8(%rbp)
  100001e7c:    48 89 75 f0    movq    %rsi, -16(%rbp)
  100001e80:    48 8b 45 f8    movq    -8(%rbp), %rax
  100001e84:    48 89 45 e0    movq    %rax, -32(%rbp)
  100001e88:    48 8b 05 11 75 00 00    movq    29969(%rip), %rax ## Objc class ref: ViewController
  100001e8f:    48 89 45 e8    movq    %rax, -24(%rbp)
  100001e93:    48 8b 35 de 74 00 00    movq    29918(%rip), %rsi ## Objc selector ref: viewDidLoad
  100001e9a:    48 8d 7d e0    leaq    -32(%rbp), %rdi
  100001e9e:    e8 55 05 00 00    callq    0x1000023f8 ## Objc message: -[[%rdi super] viewDidLoad]
  100001ea3:    48 83 c4 20    addq    $32, %rsp
  100001ea7:    5d    popq    %rbp
  100001ea8:    c3    retq
  100001ea9:    90    nop
  100001eaa:    90    nop
  100001eab:    90    nop
  100001eac:    90    nop
  100001ead:    90    nop
  100001eae:    90    nop
  100001eaf:    90    nop
  ...

五、查看符号表

使用工具: objdump查看符号表

  objdump --macho -syms ${MACH_PATH}

  SYMBOL TABLE:
  0000000100001e70 l     F __TEXT,__text -[ViewController viewDidLoad]
  0000000100001eb0 l     F __TEXT,__text -[AppDelegate application:didFinishLaunchingWithOptions:]
  0000000100001f30 l     F __TEXT,__text -[AppDelegate application:configurationForConnectingSceneSession:options:]
  0000000100002050 l     F __TEXT,__text -[AppDelegate application:didDiscardSceneSessions:]
  0000000100002150 l     F __TEXT,__text -[SceneDelegate scene:willConnectToSession:options:]
  0000000100002200 l     F __TEXT,__text -[SceneDelegate sceneDidDisconnect:]
  0000000100002240 l     F __TEXT,__text -[SceneDelegate sceneDidBecomeActive:]
  0000000100002280 l     F __TEXT,__text -[SceneDelegate sceneWillResignActive:]
  00000001000022c0 l     F __TEXT,__text -[SceneDelegate sceneWillEnterForeground:]
  0000000100002300 l     F __TEXT,__text -[SceneDelegate sceneDidEnterBackground:]
  0000000100002340 l     F __TEXT,__text -[SceneDelegate window]
  0000000100002360 l     F __TEXT,__text -[SceneDelegate setWindow:]
  00000001000023a0 l     F __TEXT,__text -[SceneDelegate .cxx_destruct]
  0000000100004050 lw    O __DATA_CONST,__objc_protolist __OBJC_LABEL_PROTOCOL_$_NSObject
  0000000100004058 lw    O __DATA_CONST,__objc_protolist __OBJC_LABEL_PROTOCOL_$_UIApplicationDelegate
  0000000100004060 lw    O __DATA_CONST,__objc_protolist __OBJC_LABEL_PROTOCOL_$_UISceneDelegate
  0000000100004068 lw    O __DATA_CONST,__objc_protolist __OBJC_LABEL_PROTOCOL_$_UIWindowSceneDelegate
  0000000100008050 l     O __DATA,__objc_const __OBJC_METACLASS_RO_$_ViewController
  0000000100008098 l     O __DATA,__objc_const __OBJC_$_INSTANCE_METHODS_ViewController
  00000001000080b8 l     O __DATA,__objc_const __OBJC_CLASS_RO_$_ViewController
  0000000100008100 l     O __DATA,__objc_const __OBJC_$_PROTOCOL_INSTANCE_METHODS_NSObject
  00000001000082d0 l     O __DATA,__objc_const __OBJC_$_PROTOCOL_INSTANCE_METHODS_OPT_NSObject
  00000001000082f0 l     O __DATA,__objc_const __OBJC_$_PROP_LIST_NSObject
  0000000100008338 l     O __DATA,__objc_const __OBJC_$_PROTOCOL_METHOD_TYPES_NSObject
  00000001000083d8 l     O __DATA,__objc_const __OBJC_$_PROTOCOL_REFS_UIApplicationDelegate
  00000001000083f0 l     O __DATA,__objc_const __OBJC_$_PROTOCOL_INSTANCE_METHODS_OPT_UIApplicationDelegate
  0000000100008908 l     O __DATA,__objc_const __OBJC_$_PROP_LIST_UIApplicationDelegate
  0000000100008920 l     O __DATA,__objc_const __OBJC_$_PROTOCOL_METHOD_TYPES_UIApplicationDelegate
  0000000100008ad0 l     O __DATA,__objc_const __OBJC_CLASS_PROTOCOLS_$_AppDelegate
  0000000100008ae8 l     O __DATA,__objc_const __OBJC_METACLASS_RO_$_AppDelegate
  ...

g: 全局符号全局变量
l: 本地符号 static修饰的变量

__attribute__((visibility("hidden"))) 将全局符号隐藏掉或者使用static修饰变量编程本地符号

弱定义 -> 解决重复符号, 提前声明为弱定义, 在查找的时候找到一个就不会再去查找了
弱引用 -> 链接时查找符号, 如果不存在, 不会crash

例如:

  int hidden_y __attribute__((visibility("hidden"))) = 99;

六、查看导出符号(比如全局变量)

全局符号 --> 导出符号 (strip 动态库时不是全局符号的符号)
OC默认都是全局符号/导出符号, 想要动态库的体积尽可能小, 尽量把不想暴露的符号strip掉
OC方法不暴露方法也是导出符号
- 符号的可剥离性
  1. App (导出符号一般不需要提供给外部使用, 导入符号不能脱(间接符号表))-> 本地 + 全局都可以脱掉 = 只留下间接符号表中的符号
  2. 静态库 (.o 合集 + 重定位符号表) -> 重定位符号表中的符号在链接时需要使用, 只有调试符号可以脱掉 = .o中的所有符号 + 可定位的符号 (可能是全局、可能是本地也可能是导出)
  3. 动态库 -> 只要不是全局符号都可以脱掉 = app使用动态库时都放在间接符号表中
- 从符号的角度考虑, 使用静态库体积会小一些
  - 通过Strip剥离符号时, 只要不是间接符号表中的符号都可以剥离, 而静态库在链接到App中时可能会是全局、本地、导出符号, 而动态库都存在间接符号表中
- 从SDK提供商角度来讲, 动态库更具有优势, 符号信息会全一些
  将导出符号变成不导出
```
-Xlinker -unexported_symbol -Xlinker __OBJC_METACLASS_RO_$_ViewController
```
```
objdump --macho --exports-trie ${MACH_PATH}
```
```
❯ objdump --macho --exports-trie ${MACH_PATH}                                ─╯
/Users/shenyj/Desktop/macho/MultiEnvByXCConfigWOConflict:
Exports trie:
0x100000000  __mh_execute_header
0x1000020C0  _main
0x1000093B0  _OBJC_CLASS_$_ViewController
0x100009428  _OBJC_CLASS_$_AppDelegate
0x100009478  _OBJC_CLASS_$_SceneDelegate
0x1000093D8  _OBJC_METACLASS_$_ViewController
0x100009400  _OBJC_METACLASS_$_AppDelegate
0x100009450  _OBJC_METACLASS_$_SceneDelegate
```

七、查看间接符号表

间接符号表 --> 动态库符号 (不能动)

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

  ❯ objdump --macho --indirect-symbols ${MACH_PATH}                            ─╯
  /Users/shenyj/Desktop/macho/MultiEnvByXCConfigWOConflict:
  Indirect symbols for (__TEXT,__stubs) 10 entries
  address            index name
  0x00000001000023d4   184 _NSStringFromClass
  0x00000001000023da   191 _UIApplicationMain
  0x00000001000023e0   194 _objc_alloc
  0x00000001000023e6   195 _objc_autoreleasePoolPop
  0x00000001000023ec   196 _objc_autoreleasePoolPush
  0x00000001000023f2   197 _objc_autoreleaseReturnValue
  0x00000001000023f8   199 _objc_msgSendSuper2
  0x00000001000023fe   200 _objc_opt_class
  0x0000000100002404   202 _objc_retainAutoreleasedReturnValue
  0x000000010000240a   203 _objc_storeStrong
  Indirect symbols for (__DATA_CONST,__got) 3 entries
  address            index name
  0x0000000100004000   198 _objc_msgSend
  0x0000000100004008   201 _objc_release
  0x0000000100004010   204 dyld_stub_binder
  Indirect symbols for (__DATA,__la_symbol_ptr) 10 entries
  address            index name
  0x0000000100008000   184 _NSStringFromClass
  0x0000000100008008   191 _UIApplicationMain
  0x0000000100008010   194 _objc_alloc
  0x0000000100008018   195 _objc_autoreleasePoolPop
  0x0000000100008020   196 _objc_autoreleasePoolPush
  0x0000000100008028   197 _objc_autoreleaseReturnValue
  0x0000000100008030   199 _objc_msgSendSuper2
  0x0000000100008038   200 _objc_opt_class
  0x0000000100008040   202 _objc_retainAutoreleasedReturnValue
  0x0000000100008048   203 _objc_storeStrong

八、`nm` 查看符号信息

使用nm查询符号表信息, 利用-m参数输出格式会更友好一些
```
  nm -m ${MACH_PATH}
```

objdump&otool&nm查看Mach-O

分析Mach-O文件

一、查询mach-o文件中指定的的main函数入口

二、只看 Mach header

三、查看Mach-O文件的机器指令(__TEXT)

四、otool查看Mach-O文件

五、 查看符号表