WINDOWS 環境下編譯 OLLVM 替換到 NDK 環境

原文地址：https://blog.csdn.net/zhanglei5415/article/details/131434931 ## 一、問題當對含有中文的url字元串，進行NSURL對象包裝時，是不能被識別的。不會得到期望的NSURL對象，而是返回一個nil 值 ; ```objectiv ...

編譯 OLLVM

環境準備

這裡使用的是AGP 7.2.2、NDK 25.2.9519653、llvm 14.0.7、cmake 3.22.1、python39

git

用來下載源碼

python

搞到這一步環境變數里應該已經有python了吧

NDK

AGP 的 7.2.2 版本預設使用的 NDK 版本為21.4.7075529，對應的 LLVM 為9.0.9。

ndk

需要根據實際情況選擇 NDK 對應的 LLVM 版本，編譯 OLLVM，LLVM 版本號可以通過Sdk_DIR\ndk\$version\toolchains\llvm\prebuilt\windows-x86_64\AndroidVersion.txt文件看到，如SDK Manager 中的最新版本25.2.9519653為：

14.0.7
based on r450784d1
for additional information on LLVM revision and cherry-picks, see clang_source_info.md

在 module 的build.gradle中指定 NDK 版本

android {
    ndkVersion "25.2.9519653"
}

OLLVM

可以在 github/heroims/obfuscator 倉庫的分支中找到對應的移植源碼，

heroims

13x和14x版本也可以在 github/yangyiyu08/ollvm-project 倉庫的對應分支中獲取。14x版本還可以直接在 Releases 中下載作者編譯好的文件，跳過編譯的步驟。但這個文件在我的環境下會有NDK編譯錯誤的情況，我自己編譯出來的文件運行正常。

這裡使用NDK 25.2.9519653，需要下載 14x 的源碼。

CMAKE

AGP 的 7.2.2 版本預設使用的 cmake 版本為3.18.1，在指定 NDK 版本到 25.2.9519653 後，會在編譯時提示需要升級到 3.19 版本以上的信息。所以這裡在編譯前就通過 SDK Manager 下載 3.22.1 版本，並把所在目錄添加到環境變數。

同時在build.gradle和CMakeLists中修改工程的 cmake 版本。

開始編譯

在源碼的目錄執行以下命令構建 cmake 配置
cmake -S llvm -B build -G Ninja -DLLVM_ENABLE_PROJECTS="clang" -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DLLVM_INCLUDE_TESTS=OFF -DLLVM_ENABLE_NEW_PASS_MANAGER=OFF

對應的參數:

-G Ninja: 使用 ninja 進行編譯源碼
-DLLVM_ENABLE_PROJECTS="clang": 啟用clang，有多個選擇但我們只需要clang，官方文檔有說明
-DCMAKE_BUILD_TYPE=Release: 構建 release 版本，比 debug 版本編譯快很多
-DLLVM_INCLUDE_TESTS=OFF: 關閉 llvm 的頭文件測試，也是為了加快編譯速度
-DLLVM_ENABLE_NEW_PASS_MANAGER=OFF: 這個非常重要，llvm-12.x 開始預設使用 newPM進行編譯源碼，導致 ollvm 不起作用！因此，需要加上這個參數禁用掉 newPM。(在每個編譯時增加flag -flegacy-pass-manager 讓 llvm 不走 newPM 編譯也可以，但沒必要）

執行以上命令後若提示 Configuration done. 則配置成功。接下來執行以下命令開始編譯：
cmake --build build -j16

其中-j16為指定的線程數，需要根據 CPU 調整。然後等待編譯完成

waiting...

編譯完成

編譯完成後打開build/bin目錄，找到clang.exe、clang++.exe、clang-cl.exe，可以看到三個文件的MD5是相同的。

certutil

編譯後的文件大小為 137MB，對比 NDK 目錄下的 clang.exe 僅有 88.6MB。編譯後的文件可以通過strip clang.exe命令剝離可執行文件減小到 113MB。

替換到 NDK 環境

備份與替換

首先打開當前 NDK 的 llvm 目錄，將clang.exe、clang++.exe、clang-cl.exe備份，然後把上一步編譯後的文件複製到當前目錄。

bak

複製 lib 庫

此時編譯會出現找不到libunwind等庫的錯誤，錯誤信息顯示目錄文件不存在

  CMake Error at SDK_DIR/cmake/3.22.1/share/cmake-3.22/Modules/CMakeTestCCompiler.cmake:69 (message):
    The C compiler
  
      "SDK_DIR/ndk/25.2.9519653/toolchains/llvm/prebuilt/windows-x86_64/bin/clang.exe"
  
    is not able to compile a simple test program.
  
    It fails with the following output:
  
      Change Dir: APPLICATION_DIR/app/.cxx/RelWithDebInfo/703a16l3/arm64-v8a/CMakeFiles/CMakeTmp
      
      Run Build Command(s):SDK_DIR\\cmake\3.22.1\bin\ninja.exe cmTC_c87d1 && [1/2] Building C object CMakeFiles/cmTC_c87d1.dir/testCCompiler.c.o
      [2/2] Linking C executable cmTC_c87d1
      FAILED: cmTC_c87d1 
      cmd.exe /C "cd . && SDK_DIR\\ndk\25.2.9519653\toolchains\llvm\prebuilt\windows-x86_64\bin\clang.exe --target=aarch64-none-linux-android26 --sysroot=SDK_DIR/ndk/25.2.9519653/toolchains/llvm/prebuilt/windows-x86_64/sysroot -g -DANDROID -fdata-sections -ffunction-sections -funwind-tables -fstack-protector-strong -no-canonical-prefixes -D_FORTIFY_SOURCE=2 -Wformat -Werror=format-security -static-libstdc++ -Wl,--build-id=sha1 -Wl,--no-rosegment -Wl,--fatal-warnings -Wl,--no-undefined -Qunused-arguments CMakeFiles/cmTC_c87d1.dir/testCCompiler.c.o -o cmTC_c87d1  -latomic -lm && cd ."
      ld: error: unable to find library -latomic
      ld: error: cannot open SDK_DIR/ndk/25.2.9519653/toolchains/llvm/prebuilt/windows-x86_64/lib/clang/14.0.0/lib/linux/libclang_rt.builtins-aarch64-android.a: No such file or directory
      ld: error: unable to find library -l:libunwind.a
      ld: error: cannot open SDK_DIR/ndk/25.2.9519653/toolchains/llvm/prebuilt/windows-x86_64/lib/clang/14.0.0/lib/linux/libclang_rt.builtins-aarch64-android.a: No such file or directory
      ld: error: unable to find library -l:libunwind.a
      clang: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)
      ninja: build stopped: subcommand failed.
      
      
  
    
  
    CMake will not be able to correctly generate this project.
  Call Stack (most recent call first):
    CMakeLists.txt:10 (project)

需要把SDK_DIR/ndk/25.2.9519653/toolchains/llvm/prebuilt/windows-x86_64/lib64/目錄下的calng目錄，複製到/lib目錄中，並把clang/14.0.7修改為14.0.0。

這裡的14.0.0是根據錯誤日誌中出現的路徑提取出來的，在控制臺中輸入clang -v查看當前 clang 的版本，按照日誌中出現或當前使用的 clang 版本調整。

clang

至此，NDK 中集成 OLLVM 已經完成了。接下來是配置和使用 OLLVM。

配置 OLLVM

這部分網上參考的文檔很多，這裡也只是簡單介紹一下參數

參數

參數	說明
-mllbm -sub	激活指令替換
-mllvm -sub_loop=3	如果激活了傳遞，則在函數上應用3次。預設值：1
-mllvm -bcf	激活虛假控制流程
-mllvm -bcf_loop=3	如果激活了傳遞，則在函數上應用3次。預設值：1
-mllvm -bcf_prob=40	如果激活了傳遞，基本塊將以40％的概率進行模糊處理。預設值：30
-mllvm -fla	激活控制流扁平化
-mllvm -split	激活基本塊分割。在一起使用時改善展平
-mllvm -split_num=3	如果激活了傳遞，則在每個基本塊上應用3次。預設值：1

拓展參數

heroims在移植 OLLVM 時，集成了Armariris的字元串混淆功能。

參數	說明
-mllvm -sobf	編譯時候添加選項開啟字元串加密
-mllvm -seed=	指定隨機數生成器種子

使用

可以在build.gradle中進行配置，如:

android {
    defaultConfig {
        extrnalNativeBuild {
            cmake {
                cppFlags '-mllvm -fla'
            }
        }
    }
}

也可以在CMakeLists中進行配置，如：

SET(CMAKE_C_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS} -mllvm -fla -mllvm -sub -mllvm -sobf")
SET(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -mllvm -fla -mllvm -sub -mllvm -sobf")

輸出比對

以配置了-fvisibility=hidden -ffunction-sections -fdata-sections 的獲取 updatemark 為例，源碼為：

static jstring getUpdate(JNIEnv *env, jobject clazz) {
    struct stat sb{};
    int updates = 0;
    int updatens = 0;
    if (stat("/data/data", &sb) == -1) {
        //獲取失敗
    } else {
        updatens = (int) sb.st_atim.tv_nsec;
        updates = (int) sb.st_atim.tv_sec;
    }
    std::string idRes = std::to_string(updates) + "." + std::to_string(updatens);
    return env->NewStringUTF(idRes.c_str());
}

before

after

遇到的問題

虛假控制流程的問題

實際編譯的過程中，增加了-mllvm -bcf參數後，編譯超過半個小時還是沒有完成，移除後正常編譯。
搜索了相關的問題後，發現可能是 ndk 的編譯器優化 flag 在 release 時是 -O2 導致的。

This is specifically an issue with llvm / android-ndk when compiling with thumb mode. You'll either need to disable thumb compilation (annoying) or patch the llvm to not generate this type of instructions; it's not actually an obfuscator-llvm issue.

Potentially try upgrading your ndk as well, though I'm doubtful that will fix this issue. If I have extra time later I can try to find the patch I needed to create for llvm to specifically work around this issue.

但在我這邊，debug 依然是沒有響應，只能是去掉-bcf。

CMAKELIST 的 Release 不生效問題

CMAKE_C_FLAGS和CMAKE_C_FLAGS_DEBUG配置的參數都可以正常生效，但CMAKE_C_FLAGS_RELEASE配置無法在 release 時生效。只能配置在CMAKE_C_FLAGS中，然後在 CMakeLists 中判斷當前環境是否為 DEBUG。