2025上半年,最新 AI实践都在这!20+ 应用案例,任听一场议题就值回票价 了解详情
写点什么

学会黑科技,一招搞定 iOS 14.2 的 libffi crash

  • 2021-05-17
  • 本文字数:3868 字

    阅读完需:约 13 分钟

学会黑科技,一招搞定 iOS 14.2 的 libffi crash

苹果升级 14.2,全球 iOS 遭了秧。libffi 在 iOS14.2 上发生了 crash, 我司的许多 App 深受困扰,有许多基础库都是用了 libffi。



经过定位,发现是 vmremap 导致的 code sign error。我们通过使用静态 trampoline 的方式让 libffi 不需要使用 vmremap,解决了这个问题。这里就介绍一下相关的实现原理。

libffi 是什么

高层语言的编译器生成遵循某些约定的代码。这些公约部分是单独汇编工作所必需的。“调用约定”本质上是编译器对函数入口处将在哪里找到函数参数的假设的一组假设。“调用约定”还指定函数的返回值在哪里找到。

一些程序在编译时可能不知道要传递给函数的参数。例如,在运行时,解释器可能会被告知用于调用给定函数的参数的数量和类型。Libffi 可用于此类程序,以提供从解释器程序到编译代码的桥梁。

libffi 库为各种调用约定提供了一个便携式、高级的编程接口。这允许程序员在运行时调用调用接口描述指定的任何函数。

ffi 的使用

简单的找了一个使用 ffi 的库看一下他的调用接口


ffi_type *returnType = st_ffiTypeWithType(self.signature.returnType);NSAssert(returnType, @"can't find a ffi_type of %@", self.signature.returnType);
NSUInteger argumentCount = self->_argsCount;_args = malloc(sizeof(ffi_type *) * argumentCount) ;
for (int i = 0; i < argumentCount; i++) { ffi_type* current_ffi_type = st_ffiTypeWithType(self.signature.argumentTypes[i]); NSAssert(current_ffi_type, @"can't find a ffi_type of %@", self.signature.argumentTypes[i]); _args[i] = current_ffi_type;}
// 创建 ffi 跳板用到的 closure_closure = ffi_closure_alloc(sizeof(ffi_closure), (void **)&xxx_func_ptr);
// 创建 cif,调用函数用到的参数和返回值的类型信息, 之后在调用时会结合call convention 处理参数和返回值if(ffi_prep_cif(&_cif, FFI_DEFAULT_ABI, (unsigned int)argumentCount, returnType, _args) == FFI_OK) {
// closure 写入 跳板数据页 if (ffi_prep_closure_loc(_closure, &_cif, _st_ffi_function, (__bridge void *)(self), xxx_func_ptr) != FFI_OK) { NSAssert(NO, @"genarate IMP failed"); }} else { NSAssert(NO, @"");}
复制代码


看完这段代码,大概能理解 ffi 的操作。

  1. 提供给外界一个指针(指向 trampoline entry)

  2. 创建一个 closure, 将调用相关的参数返回值信息放到 closure 里

  3. 将 closure 写入到 trampoline 对应的 trampoline data entry 处


之后我们调用 trampoline entry func ptr 时,

  1. 会找到 写入到 trampoline 对应的 trampoline data entry 处的 closure 数据

  2. 根据 closure 提供的调用参数和返回值信息,结合调用约定,操作寄存器和栈,写入参数 进行函数调用,获取返回值。


那 ffi 是怎么找到 trampoline 对应的 trampoline data entry 处的 closure 数据 呢?


我们从 ffi 分配 trampoline 开始说起:


static ffi_trampoline_table *ffi_remap_trampoline_table_alloc (void){.....  /* Allocate two pages -- a config page and a placeholder page */  config_page = 0x0;  kt = vm_allocate (mach_task_self (), &config_page, PAGE_MAX_SIZE * 2,                    VM_FLAGS_ANYWHERE);  if (kt != KERN_SUCCESS)      return NULL;
/* Allocate two pages -- a config page and a placeholder page */ //bdffc_closure_trampoline_table_page
/* Remap the trampoline table on top of the placeholder page */ trampoline_page = config_page + PAGE_MAX_SIZE; trampoline_page_template = (vm_address_t)&ffi_closure_remap_trampoline_table_page;#ifdef __arm__ /* bdffc_closure_trampoline_table_page can be thumb-biased on some ARM archs */ trampoline_page_template &= ~1UL;#endif kt = vm_remap (mach_task_self (), &trampoline_page, PAGE_MAX_SIZE, 0x0, VM_FLAGS_OVERWRITE, mach_task_self (), trampoline_page_template, FALSE, &cur_prot, &max_prot, VM_INHERIT_SHARE); if (kt != KERN_SUCCESS) { vm_deallocate (mach_task_self (), config_page, PAGE_MAX_SIZE * 2); return NULL; }

/* We have valid trampoline and config pages */ table = calloc (1, sizeof (ffi_trampoline_table)); table->free_count = FFI_REMAP_TRAMPOLINE_COUNT/2; table->config_page = config_page; table->trampoline_page = trampoline_page;
...... return table;}
复制代码


首先 ffi 在创建 trampoline 时,会分配两个连续的 page

trampoline page 会 remap 到我们事先在代码中汇编写的 ffi_closure_remap_trampoline_table_page。

其结构如图所示:

当我们 ffi_prep_closure_loc(_closure, &_cif, _st_ffi_function, (__bridge void *)(self), entry1)) 写入 closure 数据时, 会写入到 entry1 对应的 closuer1。


ffi_statusffi_prep_closure_loc (ffi_closure *closure,                      ffi_cif* cif,                      void (*fun)(ffi_cif*,void*,void**,void*),                      void *user_data,                      void *codeloc){......  if (cif->flags & AARCH64_FLAG_ARG_V)      start = ffi_closure_SYSV_V; // ffi 对 closure的处理函数  else      start = ffi_closure_SYSV;
void **config = (void**)((uint8_t *)codeloc - PAGE_MAX_SIZE); config[0] = closure; config[1] = start;......}
复制代码


这是怎么对应到的呢? closure1 和 entry1 距离其所属 Page 的 offset 是一致的,通过 offset,成功建立 trampoline entry 和 trampoline closure 的对应关系。


现在我们知道这个关系,我们通过代码看一下到底在程序运行的时候 是怎么找到 closure 的。

这四条指令是我们 trampoline entry 的代码实现,就是 ffi 返回的 xxx_func_ptr


adr x16, -PAGE_MAX_SIZEldp x17, x16, [x16]br x16nop
复制代码


通过 .rept 我们创建 PAGE_MAX_SIZE / FFI_TRAMPOLINE_SIZE 个跳板,刚好一个页的大小


# 动态remap的 page.align PAGE_MAX_SHIFTCNAME(ffi_closure_remap_trampoline_table_page):.rept PAGE_MAX_SIZE / FFI_TRAMPOLINE_SIZE  # 这是我们的 trampoline entry, 就是ffi生成的函数指针  adr x16, -PAGE_MAX_SIZE                         // 将pc地址减去PAGE_MAX_SIZE, 找到 trampoine data entry  ldp x17, x16, [x16]                             // 加载我们写入的 closure, start 到 x17, x16  br x16                                          // 跳转到 start 函数  nop        /* each entry in the trampoline config page is 2*sizeof(void*) so the trampoline itself cannot be smaller that 16 bytes */.endr
复制代码


通过 pc 地址减去 PAGE_MAX_SIZE 就找到对应的 trampoline data entry 了。

静态跳板的实现

由于代码段和数据段在不同的内存区域。


我们此时不能通过 像 vmremap 一样分配两个连续的 PAGE,在寻找 trampoline data entry 只是简单的-PAGE_MAX_SIZE 找到对应关系,需要稍微麻烦点的处理。


主要是通过 adrp 找到_ffi_static_trampoline_data_page1 和 _ffi_static_trampoline_page1的起始地址,用 pc-_ffi_static_trampoline_page1的起始地址计算 offset,找到 trampoline data entry。


# 静态分配的page#ifdef __MACH__#include <mach/machine/vm_param.h>
.align 14.data.global _ffi_static_trampoline_data_page1_ffi_static_trampoline_data_page1: .space PAGE_MAX_SIZE*5.align PAGE_MAX_SHIFT.textCNAME(_ffi_static_trampoline_page1):
_ffi_local_forwarding_bridge:adrp x17, ffi_closure_static_trampoline_table_page_start@PAGE;// text pagesub x16, x16, x17;// offsetadrp x17, _ffi_static_trampoline_data_page1@PAGE;// data pageadd x16, x16, x17;// data addressldp x17, x16, [x16];// x17 closure x16 startbr x16nopnop.align PAGE_MAX_SHIFTCNAME(ffi_closure_static_trampoline_table_page):
#这个label 用来adrp@PAGE 计算 trampoline 到 trampoline page的offset#留了5个用来调试。# 我们static trampoline 两条指令就够了,这里使用4个,和remap的保持一致ffi_closure_static_trampoline_table_page_start:adr x16, #0b _ffi_local_forwarding_bridgenopnop
adr x16, #0b _ffi_local_forwarding_bridgenopnop
adr x16, #0b _ffi_local_forwarding_bridgenopnop
adr x16, #0b _ffi_local_forwarding_bridgenopnop
adr x16, #0b _ffi_local_forwarding_bridgenopnop
// 5 * 4.rept (PAGE_MAX_SIZE*5-5*4) / FFI_TRAMPOLINE_SIZEadr x16, #0b _ffi_local_forwarding_bridgenopnop.endr
.globl CNAME(ffi_closure_static_trampoline_table_page)FFI_HIDDEN(CNAME(ffi_closure_static_trampoline_table_page))#ifdef __ELF__ .type CNAME(ffi_closure_static_trampoline_table_page), #function .size CNAME(ffi_closure_static_trampoline_table_page), . - CNAME(ffi_closure_static_trampoline_table_page)#endif#endif
复制代码


本文转载自:字节跳动技术团队(ID:BytedanceTechBlog)

原文链接:学会黑科技,一招搞定 iOS 14.2 的 libffi crash

2021-05-17 13:002144

评论

发布
暂无评论
发现更多内容

架构训练营毕业总结

喻高咏        

架构训练营

架构训练营第 1 期 模块九作业(毕业设计)

高远

历史上最简单的一道Java面试题,但无人能通过,2021国内知名大厂Android岗面经

android 程序员 移动开发

厉害了,Android高级工程师教学,金九银十大厂面试解析视频

android 程序员 移动开发

几乎包含了市面上所有启动优化方案,学习路线+知识点梳理

android 程序员 移动开发

快速理解大O复杂度

ES_her0

11月日更

华为花瓣搜索的新解读:让开发者透过垂直生态,掘金全球

脑极体

加拿大程序员趣闻系列 2_N _ 薪酬福利篇,史上超级详细

android 程序员 移动开发

动态加载 so 注意事项&案例,熬夜整理Android高频面试题

android 程序员 移动开发

即将30岁的Android程序员,而立之年想跟大家说点什么,android适配屏幕大小

android 程序员 移动开发

写代码还是做管理?安卓开发者的困扰,一文全懂

android 程序员 移动开发

谈JavaScript中纯函数与非纯函数

devpoint

JavaScript 纯函数 11月日更

初级开发:我还在Android路上披荆斩棘,转眼就被大厂的程序员凡尔赛了

android 程序员 移动开发

初识 Jetpack Compose(二) :布局,移动智能终端开发报告

android 程序员 移动开发

05 K8S之kubeadm介绍

穿过生命散发芬芳

k8s 11月日更

华为手机刷微博体验更好?技术角度的分析和思考,字节跳动算法工程师总结

android 程序员 移动开发

写给Android开发者的混淆使用手册,程序员工作2年月薪12K

android 程序员 移动开发

架构训练营第1期 毕业总结

高远

YAML初探

程序员架构进阶

容器 yaml 配置管理 11月日更

华为突遭谷歌釜底抽薪!官方安卓不再支持华为手机,一次违反常规的Android大厂面试经历

android 程序员 移动开发

再见!onActivityResult!你好(1),太现实了

android 程序员 移动开发

写给即将正在找工作的Android攻城狮,移动客户端开发面经

android 程序员 移动开发

写给软件工程师的 30 条建议,9次Android面试经验总结

android 程序员 移动开发

尝试一下最新的OV框架

IT蜗壳-Tango

11月日更

架构学习总结

俊杰

十月的Android面试之旅,惨败在字节三面,幸斩获小米Offer

android 程序员 移动开发

半路Android,开发5年才8K+-Android还能打吗,flutter瀑布流卡顿

android 程序员 移动开发

再见!onActivityResult!你好,android开发电子书阅读器

android 程序员 移动开发

十余年Android开发分享:Android 开发现状与未来,40道安卓面试

android 程序员 移动开发

再见!杭州!再见,kotlin数组fold方法

android 程序员 移动开发

尝试一下最新的OV框架

IT蜗壳-Tango

11月日更

学会黑科技,一招搞定 iOS 14.2 的 libffi crash_移动_字节跳动技术团队_InfoQ精选文章