MachO文件格式 - LC_SEGMENT_64加载命令

Question

我编译了一个简单的程序，如

int main()
{
    return 0; 
}

将Clang用于可执行文件并要求otool报告编译器生成的加载命令。我感兴趣的是LC_SEGMENT_64，特别是描述文件中__TEXT段的那个。我得到的描述是：

$ otool -lV foo
foo:
Load command 0
      cmd LC_SEGMENT_64
  cmdsize 72
  segname __PAGEZERO
   vmaddr 0x0000000000000000
   vmsize 0x0000000100000000
  fileoff 0
 filesize 0
  maxprot ---
 initprot ---
   nsects 0
    flags (none)
Load command 1
      cmd LC_SEGMENT_64
  cmdsize 312
  segname __TEXT
   vmaddr 0x0000000100000000
   vmsize 0x0000000000001000
  fileoff 0
 filesize 4096
  maxprot rwx
 initprot r-x
   nsects 3
    flags (none)
Section
  sectname __text
   segname __TEXT
      addr 0x0000000100000f90
      size 0x000000000000000f
    offset 3984
     align 2^4 (16)
    reloff 0
    nreloc 0
      type S_REGULAR
attributes PURE_INSTRUCTIONS SOME_INSTRUCTIONS
 reserved1 0
 reserved2 0

我的问题是：为什么第二个加载命令中的fileoff字段设置为零？

Apple关于此字段的文档说明了

  

文件从fileoff开始映射到内存中段的开头vmaddr。

这最初让我相信这个字段与filesize一起表明加载程序是这样的：“将文件的内容从fileoff转移到fileoff + filesize这是你要求处理器运行的指令序列“。但是，如果这个值为零，我的假设就不成立了。

我认为，由于段中至少有一个段，因此加载器将使用段描述中相应偏移的值来定位要运行的代码，因此不需要这样的值 - 我们事实上，这段中的第一部分可以看到offset字段的值（在本例中为3984，我使用otool -s __TEXT __text -j foo进行了验证，实际上是指此部分的偏移量位于文件内。）

但是，如果我对从同一源文件生成的目标文件（即类型为MH_OBJECT而不是MH_EXECUTE的文件）做同样的事情，我得到的结果是：

$ otool -lV foo.o
foo.o:
Load command 0
      cmd LC_SEGMENT_64
  cmdsize 312
  segname
   vmaddr 0x0000000000000000
   vmsize 0x0000000000000070
  fileoff 464
 filesize 112
  maxprot rwx
 initprot rwx
   nsects 3
    flags (none)
Section
  sectname __text
   segname __TEXT
      addr 0x0000000000000000
      size 0x000000000000000f
    offset 464
     align 2^4 (16)
    reloff 0
    nreloc 0
      type S_REGULAR
attributes PURE_INSTRUCTIONS SOME_INSTRUCTIONS
 reserved1 0
 reserved2 0

在这种情况下，load命令确实有一个fileoff字段的值，该字段与第一部分__text的字段相同。

Answer 1

otool很难实现，但答案很简单 - 请注意：

TextBlock

__TEXT段从文件的开头（或切片，如果胖（“通用”））映射。也就是说，使用Mach-O标头。这实际上是一个特性，因为Mach-O然后被dyld（你的友好加载器）解析为其他加载命令（特别是库）。另一个问题是__TEXT .__文本通常位于同一页面中，因此您无论如何都必须映射整个页面。