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

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

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