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lichao890427 发表于 2023-7-15 13:04

XCode调试越狱iOS上任意App和系统进程/查看界面元素

本帖最后由 lichao890427 于 2024-6-9 18:10 编辑

## 背景

  近一年没发过帖子了，近几年一直在iOS系统深耕，现在分享一个我去年的研究成果，项目地址。
此项目为增强越狱环境下iOS上的调试器功能。主要为以下几点：
1. 使XCode支持调试任意第三方签名的App或者进程，包括系统进程
2. 使XCode支持查看任意App界面布局
笔者主要用的调试方式仍然是命令行远程调试，而图形化调试在某些情况下方便一些，如果开发了某些Tweak想要调试，使用XCode附加调试也能起到很好的效果

## 分析

笔者环境: XCode11.x + iOS12.x

  先从XCode入手研究XCode怎么实现调试的，可以看到设备在首次连接到Mac上时，会挂一个/Developer分区进去，debugserver就在其中，此debugserver用于XCode调试有自己开发着签名的App。而挂载的dmg其实在/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/iPhoneOS.platform/DeviceSupport/12.5/DeveloperDiskImage.dmg   
  而Cydia源里其实也提供debugserver，此debugserver可以用于命令行远程调试任意进程，实际上是加了root权限和额外的entitlemet。XCode控制debugserver是通过lockdownd来通信的，此系统进程提供了USB相关的各种功能，例如XCode安装调试，还有爱思助手的各种功能，都要走lockdownd(如果想改爱思助手显示的设备参数其实也是从这里改)。
  经过调试可以定位关键系统API为SMJobSubmit
```
{
    EnvironmentVariables =   {
      "LOCKDOWN_MACH_SERVICE" = "lockdown.2144085414520.com.apple.debugserver";
    };
    KeepAlive = 0;
    Label = "lockdown.2144085414520.com.apple.debugserver";
    LaunchOnlyOnce = 1;
    MachServices =   {
      "lockdown.2144085414520.com.apple.debugserver" = 1;
    };
    POSIXSpawnType = Interactive;
    ProgramArguments =   (
      "/Developer/usr/bin/debugserver",
      "--lockdown",
      "--launch=frontboard"
    );
    RunAtLoad = 0;
    UserName = mobile;
}
```
  可以发现XCode使用了/Developer/usr/bin/debugserver。但由于debugserver缺少root权限以及entitlemet导致无法附加到系统进程，因此XCode正常情况无法调试系统进程和第三方App(MonkeyDev之类重打包不算)。那么直接换成Cydia源里的debugserver是否可行呢，经过笔者测试，那个debugserver也是无法使用的，因为苹果原生debugserver是支持--lockdown参数的，而Cydia源的却不支持，因此必须自行改版debugserver。这一步其实很简单，将Cydia源里的debugserver的entitlement，ldid签名到Developer的debugserver即可。
  下一步，想办法让lockdownd使用我们改版debugserver，最直接的想法是做个dmg，让lockdown挂上去，然而经过逆向和测试发现DeviceSupport下的有DeveloperDiskImage.dmg和DeveloperDiskImage.dmg.signature，后者用于文件校验，且用到RSA加密了，无解。因此笔者考虑使用tweak来改lockdownd

## 编码
  替换ProgramArguments中的debugserver为我们定制的debugserver即可
```Objective-C
#include <dlfcn.h>
#include <time.h>
#import <Foundation/Foundation.h>

static void nouse(){}
static void* _SMJobSubmit = (void*)nouse;
static void* _CFPropertyListCreateData = (void*)nouse;
static int last_inst_time = 0;

%hookf(CFDataRef, _CFPropertyListCreateData, CFAllocatorRef allocator, CFPropertyListRef propertyList, CFPropertyListFormat format, CFOptionFlags options, CFErrorRef* error) {
    if (CFGetTypeID(propertyList) == CFDictionaryGetTypeID()) {
      NSDictionary* info = (__bridge NSDictionary*)propertyList;
      if (info[@"Service"] != nil && isEqualToString:@"com.apple.mobile.installation_proxy"]) {
            last_inst_time = time(0);
      }
    }
    return %orig;
}

%hookf(Boolean, _SMJobSubmit, CFStringRef domain, CFDictionaryRef job, CFTypeID auth, CFErrorRef *outError) {
    NSMutableDictionary* mjob = [(__bridge NSDictionary*)job mutableCopy];
    if (job != nil && mjob[@"ProgramArguments"] != nil) {
      NSArray* argv = mjob[@"ProgramArguments"];
      NSString* full_cmd = ;
      NSLog(@"debugserver_azj %@", full_cmd);
      NSString* path = argv.firstObject;
      if (time(0) - last_inst_time > 3) { // 防止影响Xcode安装调试普通App
            NSOperatingSystemVersion sysver = NSProcessInfo.processInfo.operatingSystemVersion;;
            int mv = sysver.majorVersion;
            if () {
                NSMutableArray* margv = ;
                if (mv <= 8) {
                  // not implement
                } else if (mv == 9 || mv == 10) {
                  margv = @"/usr/bin/debugserver_azj10";
                } else if (mv == 11 || mv == 12) {
                  margv = @"/usr/bin/debugserver_azj12";
                } else if (mv == 13 || mv == 14) {
                  margv = @"/usr/bin/debugserver_azj14";
                } else if (mv >= 15) { // XCode 12+ is need for iOS15// not test on iOS16+
                  margv = @"/usr/bin/debugserver_azj15";
                }
                mjob[@"UserName"] = @"root";
                mjob[@"ProgramArguments"] = margv;
            } else if () {
                NSMutableArray* margv = ;
                if (mv <= 8) {
                  // not implement
                } else if (mv == 9 || mv == 10) {
                  margv = @"/usr/bin/gputoolsd_azj10";
                } else if (mv == 11 || mv == 12) {
                  margv = @"/usr/bin/gputoolsd_azj12";
                } else if (mv == 13 || mv == 14) {
                  margv = @"/usr/bin/gputoolsd_azj14";
                } else if (mv >= 15) { // not test on iOS16+
                  margv = @"/usr/bin/gputoolsd_azj15";
                }
                mjob[@"UserName"] = @"root";
                mjob[@"ProgramArguments"] = margv;
            }
            job = (__bridge_retained CFDictionaryRef)mjob;
      }      
    }
    return %orig;
}

%ctor {
    _SMJobSubmit = dlsym(RTLD_DEFAULT, "SMJobSubmit");
    _CFPropertyListCreateData = dlsym(RTLD_DEFAULT, "CFPropertyListCreateData");
}
```
## 使用

  附加已有进程不必赘述，直接选择"Attach to Process by PID or Name"即可，这里谈下启动附加。由于进程在启动以后，再附加调试可能错过启动时刻的执行逻辑，因此可以在进程启动前就选择"Attach to Process by PID or Name"并指定进程名，然后启动进程，这样能实现启动时附加(底层是通过debugserver的-waitfor实现)   
  而获取界面元素则和正常开发相同，先暂停进程，然后选择"View Debugging" -> "Capture View Hierarchy"   

## 注意

  本插件在iOS9/10/12/13/14/15 iPhone5s/6/6s/7/X上均做过测试，XCode11.7完美支持iOS9-14
1. 安装完本插件需要重新插拔USB，以便注入到lockdownd生效。
2. 若App有反调试，需要先想办法去除反调试
3. 若调试老型号手机出现Jetsam相关错误，为调试时内存占用过大被系统kill，需要开发tweak使用memorystatus_control修改下进程权限。这种情况笔者在分析iOS10的SpringBoard界面元素时遇到过
4. 附加时间: iOS15 > iOS13/14 > iOS12 ... ；iOS15上附加进程速度会比较慢，笔者测附加Safari在2分钟左右
5. XCode12.x附加调试iOS15的SpringBoard会因为时间过长而导致桌面被系统kill，但XCode13.x却可以
6. 本插件只增强附加调试，会影响XCode调试普通App，所以代码中设置last_inst_time用于记录IPA安装时间避开XCode安装调试。(其实也可以在设置里增加开关来控制是否root身份启动debugserver不过那样更麻烦一些)。
7. 亲测支持无根越狱(dopamine已测)，arm64e架构，安装我提供的release里arm64e的deb即可

## 后记(2024年6月)

&emsp;&emsp;之前遇到lldb卡几分钟的主要原因是DeviceSupport文件不正确导致lldb从内存读取符号，所以速度缓慢，需要先用高版本XCode生成正确的DeviceSupport再进行调试

lichao890427 发表于 2023-7-17 13:10

卡卡超人 发表于 2023-7-16 18:22
造轮子之前至少应该先找找有没有现成的轮子
https://github.com/lemon4ex/XcodeRootDebug
https://iosre. ...

这个后来有朋友跟我说了，但是这是我一年前的研究成果，只不过现在才发布而已，算起来基本都是同时期。巧得很，我也是去年6月研究的这个

卡卡超人 发表于 2023-7-16 18:22

造轮子之前至少应该先找找有没有现成的轮子
https://github.com/lemon4ex/XcodeRootDebug
https://iosre.com/t/tweak-%E8%AE%A9-xcode-%E4%BD%BF%E7%94%A8-root-%E6%9D%83%E9%99%90%E8%B0%83%E8%AF%95ios%E8%AE%BE%E5%A4%87%E4%B8%8A%E7%9A%84%E4%BB%BB%E4%BD%95%E5%BA%94%E7%94%A8%E6%88%96%E8%BF%9B%E7%A8%8B/22194

anwen 发表于 2023-7-15 13:19

没研究过这些，不过看到[**使用**](https://www.52pojie.cn/thread-1808827-1-1.html#47300991_使用)标题中用到的很多分层的图，看样子很方便以后的一些调试啊~

sxtyys 发表于 2023-7-15 14:00

谢谢分享，学习学习

myloverycpp 发表于 2023-7-15 14:03

谢谢分享，还好有个iOS14，实践一下。{:1_921:}

qwq5555 发表于 2023-7-15 14:10

我感觉iOS越狱后也适合养老。

帝巴必 发表于 2023-7-15 14:49

谢谢，研究下！收藏

米斯特张 发表于 2023-7-15 17:36

qwq5555 发表于 2023-7-15 14:10
我感觉iOS越狱后也适合养老。

14.5.1养老中哈哈哈

夜色baby 发表于 2023-7-15 17:49

貌似不支持多巴胺无根越狱

雾都孤尔 发表于 2023-7-15 17:53

学习下，感谢分享。

陪你一起出发 发表于 2023-7-15 18:09

冒昧的问下，这个有什么用？

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