一种将LLVM Pass集成到NDK中的通用方法
2022-2-17 17:59:0 Author: mp.weixin.qq.com(查看原文) 阅读量:43 收藏


本文为看雪论坛优秀文章
看雪论坛作者ID:34r7hm4n

关于“如何将自己写的LLVM Pass集成到NDK中”这个问题,目前网上并没有很完美的方法,并且大多数已经过时。史上最优雅的NDK加载pass方案此贴中提出的方法也很麻烦,在我看来并不算太“优雅”。经过我的一番折腾,最终摸索出了一种比较简单实用的方法,可供参考。
简单来说,本文要介绍的方法是下载NDK中llvm-android部分的源码,在llvm-android中的llvm-project子项目中加入自己的Pass后与整个项目一起编译,用编译好的文件替换掉NDK中的工具链。

该方法有以下优点:
  • Windows、macOS、Linux通用,各NDK版本也通用

  • 理论上加入自己的Pass后不会出现不兼容的问题

  • 操作过程简单易懂

当然也有缺点:
  • 无法直接照搬OLLVM、Hikari、Armariris等现成项目的源码,需要手动做一些迁移

  • 第一次编译比较耗时

操作流程

本文并不是直接将最终的操作方法摆在大家面前,还讲解了为什么要这么操作,因此过程会显得较冗长,需要有一点耐心看下去。

1、环境准备

如果是Windows,首先需要准备Linux虚拟机进行交叉编译,因为NDK不支持在Windows上直接编译,我这里使用的是Ubuntu 20.04.3;macOS则不需要。NDK版本我选择的是23.1.7779620。

本文以Windows+Linux虚拟机为例讲解,macOS下的操作大同小异。
以下使用的指令全部以root权限执行。

2、下载 llvm-android 源代码

NDK使用的是git-repo这一工具管理,而不是git,所以首先需要安装git-repo:
curl https://storage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo > /usr/bin/repochmod a+x /usr/bin/repo
上面这个地址需要科学上网才能访问,我们可以换成国内的清华源:
curl https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/git-repo > /usr/bin/repochmod a+x /usr/bin/repo

在$NDK_PATH\toolchains\llvm\prebuilt\windows-x86_64\AndroidVersion.txt中查看NDK使用的LLVM版本,在我使用的NDK中,AndroidVersion.txt 的内容是:
12.0.8based on r416183c1
在https://android.googlesource.com/toolchain/llvm_android/中找到对应版本的 llvm-android 源码:

Google的文档中给出了下载 llvm-android 源代码的方法,但这里默认下载的是最新版本:
mkdir llvm-toolchain && cd llvm-toolchainrepo init -u https://android.googlesource.com/platform/manifest -b llvm-toolchainrepo sync -c

我们需要做一些操作来换成我们想要的版本,在$NDK_PATH\toolchains\llvm\prebuilt\windows-x86_64目录下找到一个 manifest_xxxx.xml 文件,我这里是 manifest_7714059.xml。执行完下列指令后:
mkdir llvm-toolchain && cd llvm-toolchainrepo init -u

将 manifest_7714059.xml 复制到.repo/mainifests文件夹中(注意.repo是隐藏文件夹,并且从Windows复制到Linux会有格式转换的问题,这里建议使用VSCode的SSH-Remote插件避免上述问题):

继续执行:
repo -m manifest_7714059.xmlrepo sync -c
这里也要把Google的地址换成清华源,替换规则见 Android 镜像使用帮助,替换后完整的指令如下:
mkdir llvm-toolchain && cd llvm-toolchainrepo init -uhttps://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/AOSP/platform/manifest -b llvm-toolchainrepo -m manifest_7714059.xmlrepo sync -c
并且 manifest_7714059.xml 中的包含地址也要替换,否则即使科学上网,在下载的时候也非常慢:
repo sync -c指令会下载一大堆的源代码和预编译文件,需要耗费十来分钟的样子,喝杯茶慢慢等吧。

3、编译 llvm-android 源代码

在编译之前需要提前安装一些环境,否则编译会出错:
apt install cmake bison
如果是在Ubuntu 20.04.3下还需要做一个软链接,否则会报错ImportError: libffi.so.6: cannot open shared object file: No such file or directory。具体操作如下:
然后就可以开始愉快且漫长的编译了(大概需要一两个小时,取决于机器性能):
python toolchain/llvm_android/build.py --no-build linux

因为我是在Windows环境使用NDK,所以无需编译Linux下的toolchain,这里加上--no-build linux参数。

另外编译的时候最好把虚拟机内存开到8G以上,我开的是8G内存,编译的时候还会因为内存不足时不时中断,如果中断了重新运行编译指令就好。

编译结束后可以在out文件夹中找到编译好的内容:

4、加入自己的 Pass 并重新编译

在这里我要推销一下我的项目Pluto-Obfuscator ,如果使用的是OLLVM, Armariris等,需要注意一下版本适配的问题。

此时我们需要向toolchain/llvm-project/llvm/lib/Transforms/Obfuscation/中加入自己的代码:
向toolchain/llvm-project/llvm/lib/Transforms/IPO/PassManagerBuilder.cpp中加入几段代码:
修改toolchain/llvm-project/llvm/lib/Transforms/IPO/CMakeLists.txt:
改好之后重新编译,重新编译的速度会快很多,一分钟左右就能搞定:
python toolchain/llvm_android/build.py --no-build linux

编译好后out/install/windows-x86/clang-dev中对应的就是NDK中的toolchains\llvm\prebuilt\windows-x86_64部分:


少了一些东西,但是无关紧要,我们直接替换就好。

效果测试

我复制了一份NDK,命名为pluto-r23,并将其中toolchains\llvm\prebuilt\windows-x86_64文件夹里的内容替换成我们刚刚编译的内容:

随便写一个Native项目测试:

设置NDK地址:

加上混淆参数:

编译然后查看混淆效果:

X86架构和ARM架构均混淆成功:

 

看雪ID:34r7hm4n

https://bbs.pediy.com/user-home-910514.htm

*本文由看雪论坛 34r7hm4n 原创,转载请注明来自看雪社区

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文章来源: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NTc2MDYxMw==&mid=2458428948&idx=1&sn=e0dbb371d318b7e3c115427b7298627b&chksm=b18f969e86f81f88b8fd35df8a816770bfb1562322038b7d877ff8a82d17ccc49669b117fb0f#rd
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