使用frida获取unity il2cpp符号信息
本次主角是米X游的《原X》，起因还是在网上看到了一篇关于崩3的符号信息还原的文章，就想看看原神上有没有变化。
0x1 背景
本次分析选取的是android平台的，游戏采用unity开发，使用il2cpp模式编译。
使用 IL2CPP 模式编译，游戏中使用的字符串都被保存在了一个global-metadata.dat的资源文件里，只有在动态运行时才会将这些字符串读入内存。一般使用Il2CppDumper就可以读取global-metadata.dat文件中的信息，帮助反编译。
有破解就有保护，可能会遇到无法dump或者global-metadata.dat文件结构被修改的情况，无法使用Il2CppDumper，这个时候就需要自己动手了。
0x2 IL2CPP 加载过程
github上随便找一个il2cpp的源码，搜索global-metadata.dat，发现只有函数MetadataCache::Initialize()处使用。
void MetadataCache::Initialize()
{
s_GlobalMetadata = vm::MetadataLoader::LoadMetadataFile("global-metadata.dat");
s_GlobalMetadataHeader = (const Il2CppGlobalMetadataHeader*)s_GlobalMetadata;
...
}
查看LoadMetadataFile代码：
void* MetadataLoader::LoadMetadataFile(const char* fileName)
{
std::string resourcesDirectory = utils::PathUtils::Combine(utils::Runtime::GetDataDir(), utils::StringView<char>("Metadata"));
std::string resourceFilePath = utils::PathUtils::Combine(resourcesDirectory, utils::StringView<char>(fileName, strlen(fileName)));
int error = 0;
FileHandle* handle = File::Open(resourceFilePath, kFileModeOpen, kFileAccessRead, kFileShareRead, kFileOptionsNone, &error);
if (error != 0)
return NULL;
void* fileBuffer = utils::MemoryMappedFile::Map(handle);
File::Close(handle, &error);
if (error != 0)
{
utils::MemoryMappedFile::Unmap(fileBuffer);
fileBuffer = NULL;
return NULL;
}
return fileBuffer;
}
很明显，就是Initialize时调用LoadMetadataFile将global-metadata.dat映射到内存中。
还需要稍微了解一下global-metadata.dat文件结构。
struct Il2CppGlobalMetadataHeader
{
int32_t sanity;
int32_t version;
int32_t stringLiteralOffset; // string data for managed code
int32_t stringLiteralCount;
int32_t stringLiteralDataOffset;
int32_t stringLiteralDataCount;
int32_t stringOffset; // string data for metadata
int32_t stringCount;
int32_t eventsOffset; // Il2CppEventDefinition
int32_t eventsCount;
int32_t propertiesOffset; // Il2CppPropertyDefinition
int32_t propertiesCount;
int32_t methodsOffset; // Il2CppMethodDefinition
int32_t methodsCount;
...
}
0x3 某手游加载过程
反编译原神的il2cpp.so，loadmetadataFile()函数，对比原始loadmetadataFile，可以清楚的看到将文件映射进内存后进行了一次解密操作。（在MetadataCache::Initialize中还有一次解密）
再查看MetadataCache::Initialize()，根据红框，对比原始代码，可以发现global-metadata.dat文件结构已经被修改，即使成功dump文件也不能使用Il2CppDumper。
0x4 hook SetupMethodsLocked
为什么选择在SetupMethodsLocked hook，有其他大佬已经讲得很仔细了，可以参考还原使用IL2CPP编译的unity游戏的symbol
阅读源码,通过il2cpp_class_get_methods->Class::GetMethods->Class::SetupMethods跟踪到SetupMethodsLocked：
const MethodInfo* il2cpp_class_get_methods(Il2CppClass *klass, void* *iter)//导出函数很好找
{
return Class::GetMethods(klass, iter);
}
const MethodInfo* Class::GetMethods(Il2CppClass *klass, void* *iter)
{
...
if (!*iter)
{
Class::SetupMethods(klass);
if (klass->method_count == 0)
return NULL;
*iter = &klass->methods[0];
return klass->methods[0];
}
...
}
void Class::SetupMethods(Il2CppClass *klass)
{
if (klass->method_count || klass->rank)
{
FastAutoLock lock(&g_MetadataLock);
SetupMethodsLocked(klass, lock);
}
}
void SetupMethodsLocked(Il2CppClass *klass, const FastAutoLock& lock)
{
if ((!klass->method_count && !klass->rank) || klass->methods)
return;
if (klass->generic_class)
{
InitLocked(GenericClass::GetTypeDefinition(klass->generic_class), lock);
GenericClass::SetupMethods(klass);
}
else if (klass->rank)
{
InitLocked(klass->element_class, lock);
SetupVTable(klass, lock);
}
else
{
if (klass->method_count == 0)
{
klass->methods = NULL;
return;
}
klass->methods = (const MethodInfo**)IL2CPP_CALLOC(klass->method_count, sizeof(MethodInfo*));
MethodInfo* methods = (MethodInfo*)IL2CPP_CALLOC(klass->method_count, sizeof(MethodInfo));
MethodInfo* newMethod = methods;
MethodIndex start = klass->typeDefinition->methodStart;
IL2CPP_ASSERT(start != kFieldIndexInvalid);
MethodIndex end = start + klass->method_count;
for (MethodIndex index = start; index < end; ++index)
{
const Il2CppMethodDefinition* methodDefinition = MetadataCache::GetMethodDefinitionFromIndex(index);
newMethod->name = MetadataCache::GetStringFromIndex(methodDefinition->nameIndex);
newMethod->methodPointer = MetadataCache::GetMethodPointerFromIndex(methodDefinition->methodIndex);
newMethod->invoker_method = MetadataCache::GetMethodInvokerFromIndex(methodDefinition->invokerIndex);
newMethod->declaring_type = klass;
newMethod->return_type = MetadataCache::GetIl2CppTypeFromIndex(methodDefinition->returnType);
ParameterInfo* parameters = (ParameterInfo*)IL2CPP_CALLOC(methodDefinition->parameterCount, sizeof(ParameterInfo));
ParameterInfo* newParameter = parameters;
for (uint16_t paramIndex = 0; paramIndex < methodDefinition->parameterCount; ++paramIndex)
{
const Il2CppParameterDefinition* parameterDefinition = MetadataCache::GetParameterDefinitionFromIndex(methodDefinition->parameterStart + paramIndex);
newParameter->name = MetadataCache::GetStringFromIndex(parameterDefinition->nameIndex);
newParameter->position = paramIndex;
newParameter->token = parameterDefinition->token;
newParameter->customAttributeIndex = parameterDefinition->customAttributeIndex;
newParameter->parameter_type = MetadataCache::GetIl2CppTypeFromIndex(parameterDefinition->typeIndex);
newParameter++;
}
newMethod->parameters = parameters;
newMethod->customAttributeIndex = methodDefinition->customAttributeIndex;
newMethod->flags = methodDefinition->flags;
newMethod->iflags = methodDefinition->iflags;
newMethod->slot = methodDefinition->slot;
newMethod->parameters_count = static_cast<const uint8_t>(methodDefinition->parameterCount);
newMethod->is_inflated = false;
newMethod->token = methodDefinition->token;
newMethod->methodDefinition = methodDefinition;
newMethod->genericContainer = MetadataCache::GetGenericContainerFromIndex(methodDefinition->genericContainerIndex);
if (newMethod->genericContainer)
newMethod->is_generic = true;
klass->methods[index - start] = newMethod;
newMethod++; //在这里hook，就可以轻松拿到全部MethodInfo
}
}
}
MethodInfo、Il2CppClass的结构也需要了解一下：
struct Il2CppClass
{
const Il2CppImage* image;
void* gc_desc;
const char* name;
const char* namespaze;
...
}
struct MethodInfo
{
Il2CppMethodPointer methodPointer;
InvokerMethod invoker_method;
const char* name;
Il2CppClass *declaring_type;
const Il2CppType *return_type;
const ParameterInfo* parameters;
...
};
反编译获取hook地址：
编写frida js：
// hook SetupMethodsLocked
var module = Process.findModuleByName("libil2cpp.so");
var p_size = 8;
Interceptor.attach(ptr(module.base).add(0x72F09EC).add(0x204),{
onEnter:function(args){
var newMethod = this.context.x20
var pointer = newMethod.readPointer(); //MethodInfo
var name = newMethod.add(p_size * 2).readPointer().readCString();
var klass = newMethod.add(p_size * 3).readPointer();//Il2CppClass
var klass_name = klass.add(p_size * 2).readPointer().readCString();
var klass_paze = klass.add(p_size * 3).readPointer().readCString();
send(klass_paze+"."+klass_name+":"+name+" -> "+pointer.sub(module.base));
}
});
成功hook，也成功获取了符号信息与地址。但大家也能看出，本次主角做了混淆。关于混淆又是另一个故事了。
参考
BY:先知论坛
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