macOS Dyld Process

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基本信息

Mach-o 二进制文件的真正入口点是动态链接器，在 LC_LOAD_DYLINKER 中定义，通常为 /usr/lib/dyld。

这个链接器需要定位所有可执行库，在内存中映射它们，并链接所有非懒加载库。只有在此过程完成后，二进制文件的入口点才会被执行。

当然，dyld 没有任何依赖（它使用系统调用和 libSystem 片段）。

如果此链接器包含任何漏洞，因为它在执行任何二进制文件（甚至是高度特权的二进制文件）之前被执行，将有可能提升权限。

流程

Dyld 将由 dyldboostrap::start 加载，它还会加载诸如栈保护之类的东西。这是因为此函数将在其**apple参数向量中接收此类敏感的值**。

dyls::_main() 是 dyld 的入口点，它的第一个任务是运行 configureProcessRestrictions()，通常会限制**DYLD_***环境变量，详细说明在：

macOS Library Injection

然后，它映射 dyld 共享缓存，其中预链接了所有重要的系统库，然后映射二进制文件依赖的库，并递归继续，直到加载所有需要的库。因此：

它开始加载插入的库，使用 DYLD_INSERT_LIBRARIES（如果允许）
然后是共享缓存中的库
然后是导入的库
然后继续递归导入库

一旦所有库都加载完毕，这些库的初始化程序将被运行。这些程序使用**__attribute__((constructor))编写，在 LC_ROUTINES[_64] 中定义（现在已弃用），或者通过指针在一个带有 S_MOD_INIT_FUNC_POINTERS 标志的部分中（通常为：__DATA.__MOD_INIT_FUNC**）。

终结器使用**__attribute__((destructor))编写，并位于一个带有 S_MOD_TERM_FUNC_POINTERS 标志的部分中（__DATA.__mod_term_func**）。

存根

macOS 中的所有二进制文件都是动态链接的。因此，它们包含一些存根部分，帮助二进制文件在不同的机器和上下文中跳转到正确的代码。在执行二进制文件时，需要 dyld 来解析这些地址（至少是非懒加载的地址）。

二进制文件中的一些存根部分：

__TEXT.__[auth_]stubs：来自 __DATA 部分的指针
__TEXT.__stub_helper：调用带有要调用函数信息的动态链接的小代码
__DATA.__[auth_]got：全局偏移表（指向导入函数的地址，在解析后绑定（在加载时绑定，因为它标记为 S_NON_LAZY_SYMBOL_POINTERS））
__DATA.__nl_symbol_ptr：非懒加载符号指针（在加载时绑定，因为它标记为 S_NON_LAZY_SYMBOL_POINTERS）
__DATA.__la_symbol_ptr：惰性符号指针（首次访问时绑定）

请注意，带有前缀 "auth_" 的指针使用一个进程内加密密钥进行保护（PAC）。此外，可以使用 arm64 指令 BLRA[A/B] 在跟随指针之前验证指针。而 RETA[A/B] 可以用于替代 RET 地址。实际上，__TEXT.__auth_stubs 中的代码将使用 braa 而不是 bl 来调用请求的函数以验证指针。

还要注意，当前的 dyld 版本将所有内容加载为非懒加载。

查找惰性符号

//gcc load.c -o load
#include <stdio.h>
int main (int argc, char **argv, char **envp, char **apple)
{
printf("Hi\n");
}

有趣的反汇编部分：

; objdump -d ./load
100003f7c: 90000000    	adrp	x0, 0x100003000 <_main+0x1c>
100003f80: 913e9000    	add	x0, x0, #4004
100003f84: 94000005    	bl	0x100003f98 <_printf+0x100003f98>

可以看到跳转到调用 printf 的位置是在 __TEXT.__stubs：

objdump --section-headers ./load

./load:	file format mach-o arm64

Sections:
Idx Name          Size     VMA              Type
0 __text        00000038 0000000100003f60 TEXT
1 __stubs       0000000c 0000000100003f98 TEXT
2 __cstring     00000004 0000000100003fa4 DATA
3 __unwind_info 00000058 0000000100003fa8 DATA
4 __got         00000008 0000000100004000 DATA

在**__stubs**部分的反汇编中：

objdump -d --section=__stubs ./load

./load:	file format mach-o arm64

Disassembly of section __TEXT,__stubs:

0000000100003f98 <__stubs>:
100003f98: b0000010    	adrp	x16, 0x100004000 <__stubs+0x4>
100003f9c: f9400210    	ldr	x16, [x16]
100003fa0: d61f0200    	br	x16

你可以看到我们正在跳转到GOT的地址，在这种情况下，它是通过非延迟解析的，将包含printf函数的地址。

在其他情况下，而不是直接跳转到GOT，它可以跳转到**__DATA.__la_symbol_ptr，它将加载一个代表它正在尝试加载的函数的值，然后跳转到__TEXT.__stub_helper，它跳转到包含dyld_stub_binder地址的__DATA.__nl_symbol_ptr，该函数接受函数编号和地址作为参数。 在找到搜索的函数地址后，该最后一个函数将其写入__TEXT.__stub_helper**中的相应位置，以避免将来进行查找。

但请注意，当前dyld版本将所有内容都作为非延迟加载。

Dyld操作码

最后，**dyld_stub_binder**需要找到指定的函数并将其写入正确的地址，以免再次搜索。为此，它在dyld内部使用操作码（有限状态机）。

apple[]参数向量

在macOS中，主函数实际上接收4个参数而不是3个。第四个称为apple，每个条目的形式为key=value。例如：

// gcc apple.c -o apple
#include <stdio.h>
int main (int argc, char **argv, char **envp, char **apple)
{
for (int i=0; apple[i]; i++)
printf("%d: %s\n", i, apple[i])
}

结果：

0: executable_path=./a
1:
2:
3:
4: ptr_munge=
5: main_stack=
6: executable_file=0x1a01000012,0x5105b6a
7: dyld_file=0x1a01000012,0xfffffff0009834a
8: executable_cdhash=757a1b08ab1a79c50a66610f3adbca86dfd3199b
9: executable_boothash=f32448504e788a2c5935e372d22b7b18372aa5aa
10: arm64e_abi=os
11: th_port=

当这些值到达主函数时，敏感信息已经被删除，否则可能会导致数据泄漏。

在进入主函数之前，可以通过调试查看所有这些有趣的值：

lldb ./apple

(lldb) target create "./a"
当前可执行文件设置为'/tmp/a' (arm64)。
(lldb) process launch -s
[..]

(lldb) mem read $sp
0x16fdff510: 00 00 00 00 01 00 00 00 01 00 00 00 00 00 00 00  ................
0x16fdff520: d8 f6 df 6f 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00  ...o............

(lldb) x/55s 0x016fdff6d8
[...]
0x16fdffd6a: "TERM_PROGRAM=WarpTerminal"
0x16fdffd84: "WARP_USE_SSH_WRAPPER=1"
0x16fdffd9b: "WARP_IS_LOCAL_SHELL_SESSION=1"
0x16fdffdb9: "SDKROOT=/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX14.4.sdk"
0x16fdffe24: "NVM_DIR=/Users/carlospolop/.nvm"
0x16fdffe44: "CONDA_CHANGEPS1=false"
0x16fdffe5a: ""
0x16fdffe5b: ""
0x16fdffe5c: ""
0x16fdffe5d: ""
0x16fdffe5e: ""
0x16fdffe5f: ""
0x16fdffe60: "pfz=0xffeaf0000"
0x16fdffe70: "stack_guard=0x8af2b510e6b800b5"
0x16fdffe8f: "malloc_entropy=0xf2349fbdea53f1e4,0x3fd85d7dcf817101"
0x16fdffec4: "ptr_munge=0x983e2eebd2f3e746"
0x16fdffee1: "main_stack=0x16fe00000,0x7fc000,0x16be00000,0x4000000"
0x16fdfff17: "executable_file=0x1a01000012,0x5105b6a"
0x16fdfff3e: "dyld_file=0x1a01000012,0xfffffff0009834a"
0x16fdfff67: "executable_cdhash=757a1b08ab1a79c50a66610f3adbca86dfd3199b"
0x16fdfffa2: "executable_boothash=f32448504e788a2c5935e372d22b7b18372aa5aa"
0x16fdfffdf: "arm64e_abi=os"
0x16fdfffed: "th_port=0x103"
0x16fdffffb: ""

dyld_all_image_infos

这是由dyld导出的一个结构，包含有关dyld状态的信息，可以在源代码中找到，包括版本、指向dyld_image_info数组的指针、指向dyld_image_notifier的指针、如果进程与共享缓存分离、是否调用了libSystem初始化程序、指向dyld自身Mach头文件的指针、指向dyld版本字符串的指针...

dyld环境变量

调试dyld

有助于了解dyld操作的有趣环境变量：

DYLD_PRINT_LIBRARIES

检查加载的每个库：

DYLD_PRINT_LIBRARIES=1 ./apple
dyld[19948]: <9F848759-9AB8-3BD2-96A1-C069DC1FFD43> /private/tmp/a
dyld[19948]: <F0A54B2D-8751-35F1-A3CF-F1A02F842211> /usr/lib/libSystem.B.dylib
dyld[19948]: <C683623C-1FF6-3133-9E28-28672FDBA4D3> /usr/lib/system/libcache.dylib
dyld[19948]: <BFDF8F55-D3DC-3A92-B8A1-8EF165A56F1B> /usr/lib/system/libcommonCrypto.dylib
dyld[19948]: <B29A99B2-7ADE-3371-A774-B690BEC3C406> /usr/lib/system/libcompiler_rt.dylib
dyld[19948]: <65612C42-C5E4-3821-B71D-DDE620FB014C> /usr/lib/system/libcopyfile.dylib
dyld[19948]: <B3AC12C0-8ED6-35A2-86C6-0BFA55BFF333> /usr/lib/system/libcorecrypto.dylib
dyld[19948]: <8790BA20-19EC-3A36-8975-E34382D9747C> /usr/lib/system/libdispatch.dylib
dyld[19948]: <4BB77515-DBA8-3EDF-9AF7-3C9EAE959EA6> /usr/lib/system/libdyld.dylib
dyld[19948]: <F7CE9486-FFF5-3CB8-B26F-75811EF4283A> /usr/lib/system/libkeymgr.dylib
dyld[19948]: <1A7038EC-EE49-35AE-8A3C-C311083795FB> /usr/lib/system/libmacho.dylib
[...]

DYLD_PRINT_SEGMENTS

检查每个库是如何加载的：

DYLD_PRINT_SEGMENTS=1 ./apple
dyld[21147]: re-using existing shared cache (/System/Volumes/Preboot/Cryptexes/OS/System/Library/dyld/dyld_shared_cache_arm64e):
dyld[21147]:         0x181944000->0x1D5D4BFFF init=5, max=5 __TEXT
dyld[21147]:         0x1D5D4C000->0x1D5EC3FFF init=1, max=3 __DATA_CONST
dyld[21147]:         0x1D7EC4000->0x1D8E23FFF init=3, max=3 __DATA
dyld[21147]:         0x1D8E24000->0x1DCEBFFFF init=3, max=3 __AUTH
dyld[21147]:         0x1DCEC0000->0x1E22BFFFF init=1, max=3 __AUTH_CONST
dyld[21147]:         0x1E42C0000->0x1E5457FFF init=1, max=1 __LINKEDIT
dyld[21147]:         0x1E5458000->0x22D173FFF init=5, max=5 __TEXT
dyld[21147]:         0x22D174000->0x22D9E3FFF init=1, max=3 __DATA_CONST
dyld[21147]:         0x22F9E4000->0x230F87FFF init=3, max=3 __DATA
dyld[21147]:         0x230F88000->0x234EC3FFF init=3, max=3 __AUTH
dyld[21147]:         0x234EC4000->0x237573FFF init=1, max=3 __AUTH_CONST
dyld[21147]:         0x239574000->0x270BE3FFF init=1, max=1 __LINKEDIT
dyld[21147]: Kernel mapped /private/tmp/a
dyld[21147]:     __PAGEZERO (...) 0x000000904000->0x000101208000
dyld[21147]:         __TEXT (r.x) 0x000100904000->0x000100908000
dyld[21147]:   __DATA_CONST (rw.) 0x000100908000->0x00010090C000
dyld[21147]:     __LINKEDIT (r..) 0x00010090C000->0x000100910000
dyld[21147]: Using mapping in dyld cache for /usr/lib/libSystem.B.dylib
dyld[21147]:         __TEXT (r.x) 0x00018E59D000->0x00018E59F000
dyld[21147]:   __DATA_CONST (rw.) 0x0001D5DFDB98->0x0001D5DFDBA8
dyld[21147]:   __AUTH_CONST (rw.) 0x0001DDE015A8->0x0001DDE01878
dyld[21147]:         __AUTH (rw.) 0x0001D9688650->0x0001D9688658
dyld[21147]:         __DATA (rw.) 0x0001D808AD60->0x0001D808AD68
dyld[21147]:     __LINKEDIT (r..) 0x000239574000->0x000270BE4000
dyld[21147]: Using mapping in dyld cache for /usr/lib/system/libcache.dylib
dyld[21147]:         __TEXT (r.x) 0x00018E597000->0x00018E59D000
dyld[21147]:   __DATA_CONST (rw.) 0x0001D5DFDAF0->0x0001D5DFDB98
dyld[21147]:   __AUTH_CONST (rw.) 0x0001DDE014D0->0x0001DDE015A8
dyld[21147]:     __LINKEDIT (r..) 0x000239574000->0x000270BE4000
[...]

DYLD_PRINT_INITIALIZERS

打印每个库初始化程序运行时的信息:

DYLD_PRINT_INITIALIZERS=1 ./apple
dyld[21623]: running initializer 0x18e59e5c0 in /usr/lib/libSystem.B.dylib
[...]

其他

DYLD_BIND_AT_LAUNCH: 惰性绑定将使用非惰性绑定解析
DYLD_DISABLE_PREFETCH: 禁用对 __DATA 和 __LINKEDIT 内容的预取
DYLD_FORCE_FLAT_NAMESPACE: 单级绑定
DYLD_[FRAMEWORK/LIBRARY]_PATH | DYLD_FALLBACK_[FRAMEWORK/LIBRARY]_PATH | DYLD_VERSIONED_[FRAMEWORK/LIBRARY]_PATH: 解析路径
DYLD_INSERT_LIBRARIES: 加载特定库
DYLD_PRINT_TO_FILE: 将 dyld 调试信息写入文件
DYLD_PRINT_APIS: 打印 libdyld API 调用
DYLD_PRINT_APIS_APP: 打印主程序调用的 libdyld API
DYLD_PRINT_BINDINGS: 绑定时打印符号
DYLD_WEAK_BINDINGS: 仅在绑定时打印弱符号
DYLD_PRINT_CODE_SIGNATURES: 打印代码签名注册操作
DYLD_PRINT_DOFS: 打印加载的 D-Trace 对象格式部分
DYLD_PRINT_ENV: 打印 dyld 可见的环境变量
DYLD_PRINT_INTERPOSTING: 打印 interposing 操作
DYLD_PRINT_LIBRARIES: 打印加载的库
DYLD_PRINT_OPTS: 打印加载选项
DYLD_REBASING: 打印符号重新定位操作
DYLD_RPATHS: 打印 @rpath 的扩展
DYLD_PRINT_SEGMENTS: 打印 Mach-O 段的映射
DYLD_PRINT_STATISTICS: 打印时间统计信息
DYLD_PRINT_STATISTICS_DETAILS: 打印详细的时间统计信息
DYLD_PRINT_WARNINGS: 打印警告消息
DYLD_SHARED_CACHE_DIR: 用于共享库缓存的路径
DYLD_SHARED_REGION: "use", "private", "avoid"
DYLD_USE_CLOSURES: 启用闭包

可以通过类似以下方式找到更多内容：

strings /usr/lib/dyld | grep "^DYLD_" | sort -u

或者从https://opensource.apple.com/tarballs/dyld/dyld-852.2.tar.gz下载dyld项目，并在文件夹内运行：

find . -type f | xargs grep strcmp| grep key,\ \" | cut -d'"' -f2 | sort -u

参考资料

*OS Internals, Volume I: User Mode. By Jonathan Levin

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最后更新于1年前