在 Windows下搭建LLVM 使用环境

admin 2023年4月3日20:46:14评论39 views字数 7492阅读24分58秒阅读模式

在 Windows下搭建LLVM 使用环境

本文为看雪论坛优秀文章

看雪论坛作者ID:Rixo_叶默





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 为什么不使用 VS2019 自带的llvm进行使用?


不编译的话,就无法编译生成Pass,你只能利用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,并不清楚支持llvm的原因。而Pass相当于一个插件,起到中间层实际执行混淆的作用,相当于我们这个功能的核心,所以必须要它。


② 为什么不用 VS2019 进行项目编译?


经过在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 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进行编译集成呢?


我也尝试过,但没有成功,不是自己编译出来的llvm pass 和 自己编译出来的 llvm clang-cl 在使用时会报无法加载模块,0x7E的错误,实在不想在windows下试图调试llvm 源码找出报错原因,因为这样也许还要被折磨几周。





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。

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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

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。在 Windows下搭建LLVM 使用环境


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
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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。
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6、编译源码:


x64_gcc_build.bat 文件内容

cd C:UsersadminDocumentsllvmProject12set PATH=%PATH%;C:msys64mingw64bingcc --versioncmake -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=ONcmake --build ./build_dyn_x64 -j 4cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX="C:Program FilesLLVMllvm12llvm12_dyn_x64" -P .build_dyn_x64cmake_install.cmake

x86_gcc_build.bat 文件内容

cd C:UsersadminDocumentsllvmProject12set PATH=%PATH%;C:msys64mingw32bingcc --versioncmake -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=ONcmake --build ./build_dyn_x32 -j 4cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX="C:Program FilesLLVMllvm12llvm12_dyn_x32" -P .build_dyn_x32cmake_install.cmake


运行 bat 文件即可编译对应的 llvm。
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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。

C:Program FilesLLVMllvm12llvm12_dyn_x64C:Program FilesLLVMllvm12llvm12_dyn_x32


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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:msys64mingw64bin去寻找,并且复制到C:Program FilesLLVMllvm12llvm12_dyn_x64bin 中。

libstdc++-6.dlllibgcc_s_seh-1.dlllibwinpthread-1.dllzlib1.dll


缺失的动态库可以去C:msys64mingw32bin去寻找,并且复制到C:Program FilesLLVMllvm12llvm12_dyn_x32bin 中。

libstdc++-6.dlllibgcc_s_dw2-1.dll (这个库名称不一样)libwinpthread-1.dllzlib1.dll


静态库则可以去对应的C:UsersadminDocumentsllvmProject12build_dyn_x32lib 或者C:UsersadminDocumentsllvmProject12build_dyn_x64lib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。

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2、其中 CMakeLists.txt 文件内容如下:

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 pathif (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}) # Debugmessage(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):

cd C:UsersadminDocumentsllvmProjectollvm++:: Set MSYS2 envset PATH=%PATH%;C:msys64mingw64bin :: Set LLVM_HOMEset LLVM_HOME=%PROGRAMFILES%/LLVM/llvm12/llvm12_dyn_x64set CC=%LLVM_HOME%/bin/clang.exeset CXX=%LLVM_HOME%/bin/clang++.exeset OPT=%LLVM_HOME%/bin/opt.exeset LLC=%LLVM_HOME%/bin/llc.exe rd /Q /S .Build :: Build release versioncmake -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  projectcmake --build ./Build -j 4 copy .Buildlibmypass.dll .Binlibmypassx64.dll "%CC%" -Xclang -load -Xclang .Binlibmypassx64.dll .TestProgramTestProgram.cpp -o .TestProgramBinTestProgram.exe :: /D LLVM  -mrdrnd -Xclang -load -Xclang "C:\Users\admin\Desktop\Work\ollvm++\Build\libmypass.dll".TestProgramBinTestProgram.exe flag{s1mpl3_11vm_d3m0}


4、TestProgram.cpp的内容,是一道简单的re逆向题:

#include <cstdio>#include <cstring> char input[100] = {0};char enc[100] = "x86x8ax7dx87x93x8bx4dx81x80x8ax43x7fx49x49x86x71x7fx62x53x69x28x9d"; 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: %sn",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:

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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。

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

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2、使用前还需要将平台工具集先改了。
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参考文章

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。

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看雪ID:Rixo_叶默

https://bbs.kanxue.com/user-home-859191.htm

*本文由看雪论坛 Rixo_叶默 原创,转载请注明来自看雪社区

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原文始发于微信公众号(看雪学苑):在 Windows下搭建LLVM 使用环境

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  • 本文由 发表于 2023年4月3日20:46:14
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                   在 Windows下搭建LLVM 使用环境https://cn-sec.com/archives/1650188.html

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