Mach-O

Mach-O, für Mach Object, beschreibt das Standard-Binärformat ausführbarer Programme, Bibliotheken und von Speicherauszügen unter vielen MACH-basierten UNIX-Betriebssystemen wie beispielsweise OPENSTEP (ursprünglich NeXTStep), FreeBSD oder macOS (ursprünglich unter dem Namen Mac OS X).

Es wurde ab 1985 an der Carnegie Mellon University, kurz CMU, für das MACH-Betriebssystem entwickelt. Große Verbreitung hat es vor allem unter NeXTStep und dessen Weiterentwicklung macOS und darauf basierenden Apple-Systemen, wie iOS und iPadOS. Mit Universal Binaries, unter NeXTStep Multi-Architecture Binaries, wurde das Format zudem um Multi-Prozessorarchitektur-Fähigkeit erweitert.

Aufbau

Eine Mach-O-Datei besteht im Wesentlichen aus drei Teilen:^[1]

Kopfinformationen, englisch header
- Magic
- diverse Flags
- Anzahl und Größe der Load commands
Load commands
- Metadaten
- Offset-Addressen der Segmente
Segmente, segments
- bis zu 255 Sektionen, sections

Header

Der Mach-Header ist ein 32 Bytes großer Bereich am Anfang einer 64-Bit-Mach-O-Binärdatei bzw. 28 Bytes bei 32-Bit-Mach-O. Der folgende Quelltext stammt aus osfmk/mach-o/loader.h von XNU, dem Kernel von macOS.^[2]

struct mach_header_64 {
	uint32_t	    magic;		    /* mach magic number identifier */
	cpu_type_t	    cputype;	    /* cpu specifier */
	cpu_subtype_t	cpusubtype;	    /* machine specifier */
	uint32_t	    filetype;	    /* type of file */
	uint32_t	    ncmds;  		/* number of load commands */
	uint32_t	    sizeofcmds; 	/* the size of all the load commands */
	uint32_t	    flags;	    	/* flags */
	uint32_t	    reserved;   	/* reserved (64-Bit only) */
};

Ein Beispiel für einen Mach-Header aus einer beliebigen Programmdatei:^[3]

Offset (hex)	Länge (dec)	Inhalt	Beispiel
`00`	4	mach magic number identifier	`0xCFFAEDFE` → `MH_CIGAM_64`
`04`	4	CPU type	`0x01000007` → `CPU_TYPE_X86_64 = CPU_TYPE_I386 \| CPU_ARCH_ABI64`
`08`	4	CPU subtype, machine specifier	`0x80000003` → `CPU_SUBTYPE_X86_ALL \| CPU_SUBTYPE_LIB64`
`12`	4	Dateityp	`0x00000002` → `MH_EXECUTE`
`16`	4	Anzahl der load commands	`0x00000010`
`20`	4	Größe aller load commands	`0x00000510` bytes
`24`	4	Flags	`0x00200085` → u. a. `MH_DYLDLINK \| MH_NOUNDEFS`
`28`	4	reserviert (fehlt bei 32-Bit-Mach-O)	`0x00000000`

Siehe auch

Executable and Linking Format (ELF)

Weblinks

Harry Moulton: Mach-O File Format: Introduction. 3. Januar 2020; abgerufen am 22. November 2021 (englisch).

Einzelnachweise

↑ William Woodruff: Mach-O Internals. (PDF; 307 KB) 10. Februar 2016, S. 10; abgerufen am 14. Juli 2020 (englisch).
↑ Apple, Inc.: XNU Kernel Source. Abgerufen am 22. November 2021 (englisch).
↑ https://stackoverflow.com/questions/27669766/how-to-read-mach-o-header-from-object-file

[1] William Woodruff: Mach-O Internals. (PDF; 307 KB) 10. Februar 2016, S. 10; abgerufen am 14. Juli 2020 (englisch).

[2] Apple, Inc.: XNU Kernel Source. Abgerufen am 22. November 2021 (englisch).

[3] ttps://stackoverflow.com/questions/27669766/how-to-read-mach-o-header-from-object-file

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