首页
社区
课程
招聘
问答 CTF 排行榜 知识库 工具下载 看雪峰会 看雪商城 证书查询
  1. 看雪社区
  2. 编程技术
    3. 发新帖
[原创] 在 Windows下搭建LLVM 使用环境
2023-2-19 22:26 18874

[原创] 在 Windows下搭建LLVM 使用环境

Rixo_叶默 活跃值
2023-2-19 22:26
18874

本文目的

搭建一个windows 下应用层能够快捷使用的 llvm 工具链，文中将会解释为什么要这么做，以及阐述其他方式可能会遇到的坑点，同时这个文章只是一个实践文，并不涉及具体原理，只为了提供一个windows 下搭建llvm的最佳实践方案。

  1. 为什么不用 VS2019 自带的llvm，而要很复杂的一系列编译替换来捣鼓它？
    答：不从头编译llvm项目的话，就无法编译生成Pass，你只是能用clang去编译生成exe，比起VS2019 自带的cl并没有明显优势。作为一个小白，我并不清楚为什么微软回出一个支持llvm工具编译的原因（也许是对于大型c++项目的编译速度考虑？），但对于我们来说，Pass相当于一个插件，起到中间层实际执行混淆的作用，是我们混淆功能的核心，所以必须要用它，而用它，你就需要对llvm进行从头到尾的编译。

  2. 为什么一定要用12.0.0版本的llvm？而且llvm 官方文档中支持VS2019直接进行工具链的编译，为什么不用 VS2019 进行项目编译，而要使用mingw来编译llvm项目？
    经过对12.0.1 / 12.0.0 / 15.0.6 几个版本的实践，会遇到各种问题，其中最主要的问题是，如果不使用12.0.0 ，你编译出来的llvm 集成到VS 2019中使用时，会出现各种意想不到的错误。另外用MSVC（VS 2019） 编译llvm时，不支持开启BUILD_SHARED_LIBS 选项，但可以使用LLVM_EXPORT_SYMBOLS_FOR_PLUGINS 选项或LLVM_ENABLE_PLUGINS选项，但这样会出现一个问题，编译后的pass仅能使用new Pass语法，而且必须使用opt 进行加载插件使用，实际只有registerPipelineParsingCallback回调函数可以正常使用

  3. 既然我们需要的只是Pass，也就是一个dll文件，那么我们是否能生成12.0.0 版本的llvm pass，然后就直接用VS 2019 自带的llvm来编译集成呢？
    不是自己编译出来的llvm pass 和 自己编译出来的 llvm clang-cl 在使用时会报0x7E（无法加载模块）的错误，因为不想在windows下试图调试llvm 源码找出报错原因，所以只能将就了。

环境搭建

基础环境
windows 10
https://github.com/llvm/llvm-project/releases/tag/llvmorg-12.0.0
CMake (https://cmake.org/download/)
VS 2019 16.11.10
MSYS2
Python
Git

安装步骤

  1. 安装cmake，https://cmake.org/download/ ，下载对应windows安装包安装即可
    PS: 安装时选择添加环境变量给所有用户使用
    图片描述

  2. 安装MSYS2
    PS：llvm 是支持 VS 2019直接去生成llvm的，不用安装这些东西，官方有相关文章(https://llvm.org/docs/GettingStartedVS.html)，编译很快，但编出来不会写相关Pass并利用，这里用gcc + vs2019 构造工具链，欢迎踩完坑后分享～
    官网：https://www.msys2.org/
    详细安装步骤：https://bbs.kanxue.com/thread-272346.htm#msg_header_h3_1
    安装后安装gcc工具链

    1
    pacman -S --needed base-devel mingw-w64-x86_64-toolchain mingw-w64-i686-toolchain cmake

  3. 在VS 2019 中安装clang cmake 等工具
    图片描述

  4. 下载llvm 12.0.0源码，只需要下载clang和llvm文件夹即可，其他的编译pass用不到
    https://github.com/llvm/llvm-project/releases/tag/llvmorg-12.0.0
    图片描述

  5. 将源码解压，文件树如下：
    PS：其中build* 文件夹是我运行bat文件后产生的目录，lld 可以不用下载，是之前踩坑的产物
    图片描述

  6. 编译源码:
    x64_gcc_build.bat 文件内容

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    cd C:\Users\admin\Documents\llvmProject12
    set PATH=%PATH%;C:\msys64\mingw64\bin
    gcc --version
    cmake -G "MinGW Makefiles" -S ./llvm -B ./build_dyn_x64  ^
    -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DLLVM_ENABLE_PROJECTS="clang;" ^
    -DLLVM_TARGETS_TO_BUILD="X86" -DBUILD_SHARED_LIBS=ON ^
    -DLLVM_INCLUDE_TESTS=OFF -DLLVM_BUILD_TESTS=OFF ^
    -DLLVM_INCLUDE_BENCHMARKS=OFF -DLLVM_BUILD_BENCHMARKS=OFF -DLLVM_ENABLE_DUMP=ON
    cmake --build ./build_dyn_x64 -j 4
    cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX="C:\Program Files\LLVM\llvm12\llvm12_dyn_x64" -P .\build_dyn_x64\cmake_install.cmake

    x86_gcc_build.bat 文件内容

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    cd C:\Users\admin\Documents\llvmProject12
    set PATH=%PATH%;C:\msys64\mingw32\bin
    gcc --version
    cmake -G "MinGW Makefiles" -S ./llvm -B ./build_dyn_x32  ^
    -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DLLVM_ENABLE_PROJECTS="clang;" ^
    -DLLVM_TARGETS_TO_BUILD="X86" -DBUILD_SHARED_LIBS=ON ^
    -DLLVM_INCLUDE_TESTS=OFF -DLLVM_BUILD_TESTS=OFF ^
    -DLLVM_INCLUDE_BENCHMARKS=OFF -DLLVM_BUILD_BENCHMARKS=OFF -DLLVM_ENABLE_DUMP=ON
    cmake --build ./build_dyn_x32 -j 4
    cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX="C:\Program Files\LLVM\llvm12\llvm12_dyn_x32" -P .\build_dyn_x32\cmake_install.cmake

    运行 bat 文件即可编译对应的 llvm
    图片描述

  7. 编译安装完成之后可以在下面两个目录中找到编译好的clang 文件

    1
    2
    C:\Program Files\LLVM\llvm12\llvm12_dyn_x64
    C:\Program Files\LLVM\llvm12\llvm12_dyn_x32

    图片描述

  8. 安装后，我们已经可以用clang 编译hello world的cpp文件，但是编译正常的项目文件时，我们需要去解决动态链接库缺失和静态库的问题。
    缺失的动态库可以去C:\msys64\mingw64\bin去寻找，并且复制到C:\Program Files\LLVM\llvm12\llvm12_dyn_x64\bin 中
    1
    2
    3
    4
    libstdc++-6.dll
    libgcc_s_seh-1.dll
    libwinpthread-1.dll
    zlib1.dll
    缺失的动态库可以去C:\msys64\mingw32\bin去寻找，并且复制到C:\Program Files\LLVM\llvm12\llvm12_dyn_x32\bin 中
    1
    2
    3
    4
    libstdc++-6.dll
    libgcc_s_dw2-1.dll （这个库名称不一样）
    libwinpthread-1.dll
    zlib1.dll
    静态库则可以去对应的C:\Users\admin\Documents\llvmProject12\build_dyn_x32\lib 或者C:\Users\admin\Documents\llvmProject12\build_dyn_x64\lib中，将所有a文件添加到对应目录下。

测试使用

  1. 搭建测试的Pass文件和 测试程序源码，测试的文件树如下：
    Transforms 文件夹里存放pass文件，TestProgram是项目源码文件夹
    图片描述
  2. 其中 CMakeLists.txt 文件内容如下：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
project(mydemo)
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
 
if(NOT DEFINED ENV{LLVM_HOME})
    # User must define the LLVM_HOME environment that point to the root installation dir of llvm
    message(FATAL_ERROR "Environment variable $LLVM_HOME is not defined, user should define it before running cmake!")
endif()
 
message(STATUS "LLVM_HOME = [$ENV{LLVM_HOME}]")
 
if(NOT DEFINED ENV{LLVM_DIR})
    # Default llvm config file path
    set(ENV{LLVM_DIR} $ENV{LLVM_HOME}/lib/cmake/llvm)
endif()
 
# Check the path
if (NOT EXISTS $ENV{LLVM_DIR})
    message(STATUS "Path ($ENV{LLVM_DIR}) not found!")
 
    # If default llvm config path not found, try this one,
    # which is config with [-DLLVM_LIBDIR_SUFFIX=64] before building llvm
    set(ENV{LLVM_DIR} $ENV{LLVM_HOME}/lib64/cmake/llvm)
    if (NOT EXISTS $ENV{LLVM_DIR})
        message(FATAL_ERROR "Path ($ENV{LLVM_DIR}) not found!")
    else()
        message(STATUS "Path ($ENV{LLVM_DIR}) found!")
    endif()
else()
    message(STATUS "Path ($ENV{LLVM_DIR}) found!")
endif()
 
# Enable verbose output for debug,
# Same as: cmake -D CMAKE_VERBOSE_MAKEFILE=ON or make VERBOSE=1
# set(CMAKE_VERBOSE_MAKEFILE on)
 
find_package(LLVM REQUIRED CONFIG)
add_definitions(${LLVM_DEFINITIONS})
include_directories(${LLVM_INCLUDE_DIRS})
link_directories(${LLVM_LIBRARY_DIRS})
 
# Debug
message(STATUS "LLVM_DEFINITIONS  : ${LLVM_DEFINITIONS}")
message(STATUS "LLVM_INCLUDE_DIRS : ${LLVM_INCLUDE_DIRS}")
message(STATUS "LLVM_LIBRARY_DIRS : ${LLVM_LIBRARY_DIRS}")
 
add_library(mydemo SHARED
    # Add your source file here, header file is not neccessary
    ./src/mydemo.cpp
)
 
# Use C++11 to compile your pass (i.e., supply -std=c++11).
target_compile_features(mydemo PRIVATE cxx_range_for cxx_auto_type)
 
include_directories(./include)
 
# LLVM is (typically) built with no C++ RTTI. We need to match that;
# otherwise, we'll get linker errors about missing RTTI data.
set_target_properties(mydemo PROPERTIES COMPILE_FLAGS "-fno-rtti")
 
# Get proper shared-library behavior (where symbols are not necessarily
# resolved when the shared library is linked) on OS X.
if(APPLE)
    set_target_properties(mydemo PROPERTIES LINK_FLAGS "-undefined dynamic_lookup")
endif(APPLE)
 
target_link_libraries(mydemo
 
    libLLVMCore.dll.a
    libLLVMSupport.dll.a
    libLLVMipo.dll.a
 
    libLLVMDemangle.dll.a
    libLLVMTransformUtils.dll.a
    libLLVMAnalysis.dll.a
    libpthread.a
)

3 . bat文件的内容如下(x86 就是将前面的环境设置为x86的即可)：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
cd C:\Users\admin\Documents\llvmProject\ollvm++
:: Set MSYS2 env
set PATH=%PATH%;C:\msys64\mingw64\bin
 
:: Set LLVM_HOME
set LLVM_HOME=%PROGRAMFILES%/LLVM/llvm12/llvm12_dyn_x64
set CC=%LLVM_HOME%/bin/clang.exe
set CXX=%LLVM_HOME%/bin/clang++.exe
set OPT=%LLVM_HOME%/bin/opt.exe
set LLC=%LLVM_HOME%/bin/llc.exe
 
rd /Q /S .\Build
 
:: Build release version
cmake -S ./Transforms -B ./Build -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DLLVM_ENABLE_ASSERTIONS=ON  -G "MinGW Makefiles"
 
:: Build debug version
:: cmake -S ./Transforms -B ./Build -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug -DLLVM_ENABLE_ASSERTIONS=ON
 
:: Build  project
cmake --build ./Build -j 4
 
copy .\Build\libmypass.dll .\Bin\libmypassx64.dll
 
"%CC%" -Xclang -load -Xclang .\Bin\libmypassx64.dll .\TestProgram\TestProgram.cpp -o .\TestProgram\Bin\TestProgram.exe
 
:: /D LLVM  -mrdrnd -Xclang -load -Xclang "C:\\Users\\admin\\Desktop\\Work\\ollvm++\\Build\\libmypass.dll"
.\TestProgram\Bin\TestProgram.exe flag{s1mpl3_11vm_d3m0}

4 . TestProgram.cpp的内容，是一道简单的re逆向题：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
#include <cstdio>
#include <cstring>
 
char input[100] = {0};
char enc[100] = "\x86\x8a\x7d\x87\x93\x8b\x4d\x81\x80\x8a\
\x43\x7f\x49\x49\x86\x71\x7f\x62\x53\x69\x28\x9d";
 
void encrypt(unsigned char *dest, char *src){
    int len = strlen(src);
    for(int i = 0;i < len;i ++){
         dest[i] = (src[i] + (32 - i)) ^ i;
    }
}
 
//flag{s1mpl3_11vm_d3m0}
int main(int _argc, char *_argv[]){
    //scanf("%s", input);
    if(_argc <= 1){
        return 0;
    }
    strcpy(input,_argv[1]);
    printf("Please input your flag: %s\n",input);
    unsigned char dest[100] = {0};
    encrypt(dest, input);
    bool result = strlen(input) == 22 && !memcmp(dest, enc, 22);
    if(result){
         printf("Congratulations~\n");
    }else{
         printf("Sorry try again.\n");
    }
}

5 . 配置好之后，直接运行bat文件就能编译测试：
图片描述

集成到Visual Studio 中

  1. 我使用的是vs 2019，在之前下载了llvm 12.0 ，并且我们编译替换成自己的，做好准备工作之后，只需要在命令行选项中加入调用语句即可。

    1
    -Xclang -load -Xclang "C:\\Users\\admin\\Desktop\\Work\\ollvm++\\Build\\libmypass.dll"

    图片描述

  2. 使用前还需要将平台工具集先改了
    图片描述

参考文章

  1. https://bbs.kanxue.com/thread-272346.htm#msg_header_h3_1
    PS：非常感谢作者，我的VS2019版本比他较高，又想用llvm 12.0，所以在使用他的工具链集成的时候不成功，但仍然给了我很大帮助。
  2. 看雪的llvm课程

[CTF入门培训]顶尖高校博士及硕士团队亲授《30小时教你玩转CTF》，视频+靶场+题目！助力进入CTF世界

最后于 2023-6-6 14:55 被Rixo_叶默编辑 ，原因： 看到自个文章描述有些不清楚，改了一下描述，让人更容易看懂
收藏
点赞・9
打赏
分享
最新回复 (15)
leavesth
雪    币： 1883
活跃值： (210)
能力值： ( LV13，RANK：288 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
leavesth 2 2023-4-4 07:45
2 楼
1
直接替换vs自带的llvm也可以吧，最多只是改一下有个文件里面的版本号，可以换成任意版本。Microsoft.Cpp.Default.props，找到 LLVMToolsVersion
秋狝
雪    币： 19103
活跃值： (28707)
能力值： ( LV2，RANK：10 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
秋狝 2023-4-4 09:16
3 楼
1
vs2022适用吗
shinratensei
雪    币： 229
活跃值： (213252)
能力值： ( LV4，RANK：40 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
shinratensei 1 2023-4-4 09:58
4 楼
0
秋狝 vs2022适用吗
可以用
zZhouQing
雪    币： 4
能力值： ( LV1，RANK：0 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
zZhouQing 2023-4-7 18:58
5 楼
0
收藏一下，小菜最近也想写一个基于 LLVM 的混淆。
limee
雪    币： 1540
活跃值： (2732)
能力值： ( LV2，RANK：10 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
limee 2023-4-8 22:02
6 楼
0
我要拿这个llvm去编译ffmpeg
Rixo_叶默
雪    币： 535
活跃值： (617)
能力值： ( LV3，RANK：20 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
Rixo_叶默 2023-4-12 09:55
7 楼
0
leavesth 直接替换vs自带的llvm也可以吧，最多只是改一下有个文件里面的版本号，可以换成任意版本。Microsoft.Cpp.Default.props，找到 LLVMToolsVersion
我尝试过直接替换，但之前没解决怎么替换后还能在VS的工具集里面找到自己编译成功的llvm，以及对应工具集运行时参数配置的问题。
BNBullish
雪    币： 547
活跃值： (363)
能力值： ( LV2，RANK：10 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
BNBullish 2023-6-3 23:42
8 楼
0
大佬，请问 -Xclang -load -Xclang "C:\\Users\\admin\\Desktop\\Work\\ollvm++\\Build\\libmypass.dll" 这里如何传递pass需要的参数呢？

比如有个pass是做基本块分割的，有个参数-split_num指定分割数量，使用opt的话命令是这样的：opt -load ../Build/LLVMObfuscator.so -split -split_num 3 -S IR/TestProgram_orig.ll -o IR/TestProgram_split.ll

求教 如果要集成到VisualStudio2019中，对应的命令应该怎么写？
Rixo_叶默
雪    币： 535
活跃值： (617)
能力值： ( LV3，RANK：20 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
Rixo_叶默 2023-6-6 14:44
9 楼
0
好久没用了，但我觉得  -Xclang -load -Xclang "C:\\Users\\admin\\Desktop\\Work\\ollvm++\\Build\\libmypass.dll -mllvm -split -split_num 3   应该能解决你的问题
BNBullish
雪    币： 547
活跃值： (363)
能力值： ( LV2，RANK：10 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
BNBullish 2023-7-2 16:42
10 楼
0
谢谢大佬，可能是我环境问题，这样仍然不行。最终没使用插件方案，直接编译进工具链了。
黑嘿黑
雪    币： 401
活跃值： (830)
能力值： ( LV3，RANK：20 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
黑嘿黑 2023-8-10 16:21
11 楼
0
我使用的是vs 2019，在之前下载了llvm 12.0 ，并且我们编译替换成自己的，做好准备工作之后，只需要在命令行选项中加入调用语句即可。

替换的步骤咋没有？最后一步没完成，哭了
梦_魇
雪    币： 410
活跃值： (4777)
能力值： ( LV2，RANK：10 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
梦_魇 2023-10-21 17:27
12 楼
0
大佬你好 麻烦问一下  vs自带的是不是没有混淆功能  加了参数看到没有效果
Rixo_叶默
雪    币： 535
活跃值： (617)
能力值： ( LV3，RANK：20 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
Rixo_叶默 2023-12-3 13:42
13 楼
0
梦_魇 大佬你好 麻烦问一下 vs自带的是不是没有混淆功能 加了参数看到没有效果
混淆需要自个写混淆的处理代码，llvm提供的是可以编写混淆插件的一个框架，VS自带的只能使用它的编译功能，编出来没有对应的混淆效果
Rixo_叶默
雪    币： 535
活跃值： (617)
能力值： ( LV3，RANK：20 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
Rixo_叶默 2023-12-31 11:41
14 楼
0
黑嘿黑 我使用的是vs 2019，在之前下载了llvm 12.0 ，并且我们编译替换成自己的，做好准备工作之后，只需要在命令行选项中加入调用语句即可。 替换的步骤咋没有？最后一步没完成，哭了
.....没有想到有人会在这里被卡住，哈哈哈哈，就是找到对应的VS目录，然后把对应的exe替换就好了啊，你可以看这篇帖子https://bbs.kanxue.com/thread-272346.htm#msg_header_h3_1，详细很多，
Whoami默
雪    币： 10
活跃值： (1052)
能力值： ( LV2，RANK：10 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
Whoami默 2024-3-22 16:05
15 楼
0
照着帖子步骤，编译llvm那步，出现了好多错误，说找不到文件，以及cpp文件中的错误
Whoami默
雪    币： 10
活跃值： (1052)
能力值： ( LV2，RANK：10 )
在线值：
发帖
回帖
粉丝
私信
Whoami默 2024-3-22 16:07
16 楼
0
我编译的bin里面没有clang.exe 好多都没有
游客
登录 | 注册 方可回帖
　回帖　 表情 雪币赚取及消费
高级回复
返回