iOS 游戏辅助之游戏加速浅析

一、基础知识

这款游戏加速器是以动态库方式注入到APP中加载运行的，其介绍说只能在越狱手机运行，因为动态库的注入依赖于框架：MobileSubstrate。但是在非越狱手机也可以实现注入的，一个方便的框架可以参考 MonkeyDev。

动态库本质是一个Mach-O格式的文件，和Windows的DLL文件、Linux的so文件作用类似。其不能直接运行，而是通过系统链接加载器dyld完成加载和初始化。dyld是开源的，可在 Source Browser 查看。简单介绍下动态库dylib的加载过程：

• 1、系统内核加载dyld，执行其中的__dyld_start()函数
• 2、初始化运行环境，如setContext(mainExecutableMH, ...)
• 3、加载共享缓存，这个是为了优化程序启动，即映射在内存的动态库只会加载一次
• 4、加载DYLD_INSERT_LIBRARIES指定的动态库
• 5、链接主程序，如link(sMainExecutable, ...)
• 6、链接依赖的动态库
• 7、弱符号绑定
• 8、调用所有的初始化方法，包括动态库的构造器，load方法等
• 9、查找主程序的入口点然后返回

二、加速器原理

2.1 构造器入口

本节主要使用 Hopper Disassembler 来进行分析。Hopper分析完成后如下图所示：

其中加速器的构造器函数为：__GLOBAL__sub_I_MFAccelerator.mm。反编译结果如下：

int __GLOBAL__sub_I_MFAccelerator.mm() {
    sp = sp - 0x1c;
    if (objc_getClass("UnityAppController") == 0x0) goto loc_510a;
 
loc_50d6:
    *0x87a0 = 0x1;
    MSHookMessageEx();
    goto loc_5150;
 
loc_5150:
    r0 = [[NSDistributedNotificationCenter defaultCenter] addObserver:[MFAcceleratorMgr sharedMgr] selector:@selector(handleDistributedNotification:) name:[NSString stringWithUTF8String:"com.cyjh.ifengwoo.port.accelerator"] object:0x0];
    return r0;
 
.l1:
    return r0;
 
loc_510a:
    r4 = objc_getClass("EAGLView");
    r0 = objc_getClass("CCEAGLView");
    r0 = r0 | r4;
    if (r0 == 0x0) goto .l1;
 
loc_512c:
    MSHookFunction();
    goto loc_5150;
}

其区分了游戏的类型：U3D和cocos2d。伪代码如下：

Class u3d = objc_getClass("UnityAppController");
if(u3d) {
    MSHookMessageEx(u3d, @selector(application:didFinishLaunchingWithOptions:), (IMP)fake_unity3d_finish_launching, &ori_unity3d_finish_launching)
} else {
    Class cocos2d_f1 = objc_getClass("EAGLView");
    Class cocos2d_f2 = objc_getClass("CCEAGLView");
    if(cocos2d_f1 || cocos2d_f2) {
        MSHookFunction((void *)gettimeofday, (void *)mygettimeofday, (void **)&orig_gettimeofday);
    }
}

可以看见，对于 cocos2d，其是通过内联HOOK gettimeofday函数完成的。而对U3D游戏相关时间函数的内联HOOK是在fake_unity3d_finish_launching中完成的，其的反编译代码很长，这儿只给出了关键的部分：

int __ZL29fake_unity3d_finish_launchingP10objc_classP13objc_selectormm(void * arg0, void * arg1, long arg2, long arg3) {
    ...
    r4 = dlsym(0x1 ^ 0xffffffff, "vm_region");
    r0 = 0x3972;
    asm{ vmov.i32   q4, #0x0 };
    r5 = sp + 0x38;
    r8 = 0x0;
    *(r0 + 0x4e1e) = r4;
    stack[2026] = _mach_task_self_;
    goto loc_4e54;
    ...
loc_4f48:
    MSHookFunction();
    goto loc_4f62;
    ...
loc_4f48:
    MSHookFunction();
    goto loc_4f62;
}

通过动态调试发现：U3D游戏的内联HOOK是通过内存搜索特征串得到的。大致流程如下：

• 1、使用vm_region获取当前可执行文件的内存空间
• 2、在此内存空间搜索两个特征串，如下：

• 3、只有在这两个特征串都存在的情况下，才会内联HOOK。至于这两个特征串的含义，笔者暂时不知。
• 4、然后在距这两个特征串特定的位置进行内联HOOK，如下：

对于不同的U3D程序，特征串在的位置并不固定。

2.2 cocos2d 游戏加速

cocos2d的游戏加速实现主要在__ZL13$gettimeofdayP7timevalPv中，主要反编译逻辑如下：

int __ZL13$gettimeofdayP7timevalPv(void * arg0, void * arg1) {
    r4 = arg0;
    r2 = *0x87a8;
    r0 = (r2)(r4, arg1, r2);  // 这儿是调用gettimeofday并填充timeval结构
    if (r0 == 0x0) {
        r5 = *(r4 + 0x4);
        r6 = SAR(r5, 0x1f);
        r8 = 0x87b8;
        asm{ smlal      r5, r6, r0, r1 };
        r0 = *r8;
        r1 = *(r8 + 0x4);
        if (r2 != 0x0) { // 这儿是判断全局变量 saved_usecs 是否有值
                r0 = r5 - r0;
                r0 = __floatdisf();
                r0 << 0x10 | r0;
                s0 = *0x8700;
                r1 = 0x37ba;
                *(r8 + 0x4) = r6;
                asm{ vmul.f32   d0, d16, d0 };
                *r8 = r5;
                r10 = *(r1 + 0x5006);
                r11 = *(r1 + 0x500a);
                r5 = __fixsfdi() + r10;
                r6 = r11 + CARRY(FLAGS) + r1 + 0x5006;
                *r4 = __divdi3();
                *(r4 + 0x4) = __moddi3();
        }
        else { // 第一次调用才会到这
                    // 保存 timeval 到 saved_usecs
                *0x87bc = r6;
                *0x87b8 = r5;
        }
        // 保存上次获取的timeval值到saved_usecs_last
        *0x87c4 = r6;
        *0x87c0 = r5;
        r0 = 0x0;
    }
    return r0;
}

体现加速的代码主要在if (r2 != 0x0) {...}中，对应的汇编代码如下：

所以加速器伪代码大致为：

int ret = gettimeofday(&tv, NULL);
if(ret == 0) {
    if(saved_usecs->tv_sec && saved_usecs->tv_usec) {
        long A = tv->tv_usec/1000000000