Darwin 10.15 上的自修改代码导致“畸形的马赫形象”？

Question

我有一个生成自修改代码的程序（如果您有兴趣，请参阅https://tigress.wtf/selfModify.html）。它在 x86 Darwin 和 Linux 上运行。在达尔文，我编译

gcc -g -segprot __TEXT rwx rwx self_modifying.c -o self_modifying.exe

最近，这似乎不起作用，我明白了

dyld: malformed mach-o image: __TEXT segment maps start of file but is writable

当我运行程序时。

我在 MacOS 10.15.3 上运行 clang 6.0.1 版。任何帮助，将不胜感激。

Answer 1

@AlexDenisov 非常接近，但该限制不仅适用于在 Catalina 上运行的最低 macOS 10.15.0 及更高版本的可执行文件。

有2种格式的Mach-O负荷命令的指示最小的MacOS可执行文件本身可以使用：
- LC_BUILD_VERSION（新引入一个围绕10.14如果我记得正确）
- LC_VERSION_MIN_MACOSX（遗留的）

即使使用以下命令回退到较旧的 MacOS 版本LC_VERSION_MIN_MACOSX：

gcc -segprot __TEXT rwx rwx -mmacosx-version-min=10.6 self_modifying.c 

我们遇到了同样的问题。

要绕过检查，我发现可行的一种解决方案是完全摆脱最小 macos 版本。我不知道可以实现这一目标的任何gcc或ld标志。幸运的是，我们可以在 Jonathan Levin 的jtool2的帮助下链接可执行文件后进行处理

所以命令链变成：

gcc -segprot __TEXT rwx rwx self_modifying.c 
jtool2 -l a.out                             
    LC 00: LC_SEGMENT_64             Mem: 0x000000000-0x100000000   __PAGEZERO
    LC 01: LC_SEGMENT_64             Mem: 0x100000000-0x100001000   __TEXT
        Mem: 0x100000f60-0x100000f83        __TEXT.__text   (Normal)
        Mem: 0x100000f84-0x100000f8a        __TEXT.__stubs  (Symbol Stubs)
        Mem: 0x100000f8c-0x100000fa6        __TEXT.__stub_helper    (Normal)
        Mem: 0x100000fa6-0x100000fb2        __TEXT.__cstring    (C-String Literals)
        Mem: 0x100000fb4-0x100000ffc        __TEXT.__unwind_info    
    LC 02: LC_SEGMENT_64             Mem: 0x100001000-0x100002000   __DATA_CONST
        Mem: 0x100001000-0x100001008        __DATA_CONST.__got  (Non-Lazy Symbol Ptrs)
    LC 03: LC_SEGMENT_64             Mem: 0x100002000-0x100003000   __DATA
        Mem: 0x100002000-0x100002008        __DATA.__la_symbol_ptr  (Lazy Symbol Ptrs)
        Mem: 0x100002008-0x100002010        __DATA.__data   
    LC 04: LC_SEGMENT_64             Mem: 0x100003000-0x100004000   __LINKEDIT
    LC 05: LC_DYLD_INFO             
           Rebase info: 8     bytes at offset 12288 (0x3000-0x3008)
           Bind info:   24    bytes at offset 12296 (0x3008-0x3020)
        No Weak info
           Lazy info:   16    bytes at offset 12320 (0x3020-0x3030)
           Export info: 48    bytes at offset 12336 (0x3030-0x3060)
    LC 06: LC_SYMTAB                
    LC 07: LC_DYSYMTAB              
            1 local symbols at index     0
            2 external symbols at index  1
            2 undefined symbols at index 3
           No TOC
           No modtab
            3 Indirect symbols at offset 0x30b8
    LC 08: LC_LOAD_DYLINKER         /usr/lib/dyld
    LC 09: LC_UUID                  UUID: 6AE91487-DB61-3FA8-8DBE-686FEC1DA8FC
    LC 10: LC_BUILD_VERSION         Build Version:           Platform: MacOS 10.15.0 SDK: 10
    LC 11: LC_SOURCE_VERSION        Source Version:          0.0.0.0.0
    LC 12: LC_MAIN                  Entry Point:             0xf60 (Mem: 0x100000f60)
    LC 13: LC_LOAD_DYLIB            /usr/lib/libSystem.B.dylib
    LC 14: LC_FUNCTION_STARTS       Offset:     12384, Size:      8 (0x3060-0x3068)
    LC 15: LC_DATA_IN_CODE          Offset:     12392, Size:      0 (0x3068-0x3068)
jtool2 -rc 10 --inplace a.out

现在你a.out应该正确启动:-)

Answer 2

您观察到的问题是 macOS Catalina 的限制，与您的编译器无关。

查看 dyld 源代码（可以在此处找到https://opensource.apple.com/release/macos-1015.html），错误消息来自此代码：

if ( (segCmd->initprot & VM_PROT_WRITE) == VM_PROT_WRITE ) {
  if ( context.strictMachORequired )
    dyld::throwf("malformed mach-o image: %s segment maps start of file but is writable", segCmd->segname);
}

仅当 时才会引发异常strictMachORequired，该异常始终true在 macOS 10.15 或更高版本上，基于 dyld 源中的其他代码片段：

#if __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED
  gLinkContext.strictMachORequired = false;
  // <rdar://problem/22805519> be less strict about old macOS mach-o binaries
  ((dyld3::MachOFile*)mainExecutableMH)->forEachSupportedPlatform(^(dyld3::Platform platform, uint32_t minOS, uint32_t sdk) {
    if ( (platform == dyld3::Platform::macOS) && (sdk >= DYLD_PACKED_VERSION(10,15,0)) ) {
      gLinkContext.strictMachORequired = true;
    }
  });
  if ( gLinkContext.iOSonMac )
    gLinkContext.strictMachORequired = true;
#else
  // simulators, iOS, tvOS, watchOS, are always strict
  gLinkContext.strictMachORequired = true;
#endif