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【Android】Binder的Oneway拦截
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发表于: 2024-4-30 10:55
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在某些虚拟化，免安装，打点，环境检测，拦截器等场景，针对
Android系统服务接口的拦截是常用的技术方案。通常只是针对正向的接口调用，如果涉及被动的服务回调拦截，则实现起来就有些许麻烦。
说明
由于我们容器产品的特性，需要将应用完整的运行起来，所以必须要对各系统服务（超过100+系统服务）通信进行拦截过滤，修正和还原接口通信的数据。让系统和应用可以无感知运行，实现免安装运行的效果。
整个方案基本上都聚焦在服务模块主动调用的拦截上，系统回调的拦截涉及较少，但随着功能的深入，越来越需要对服务回调的接口（Binder for Oneway）进行拦截。在这里将整个通用的拦截方案和实现过程分享出来，希望对大家有益。
原理
Binder的Oneway回调机制，即应用进程向系统服务注册回调（通常注册和取消注册成对出现），当服务端有相应时间时，可以直接回调给改Binder对象实例。
如常见的AMS服务接口：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | // source code: /frameworks/base/core/java/android/app/IActivityManager.aidlinterface IActivityManager { // ... Intent registerReceiver(IApplicationThread caller, String callerPackage, IIntentReceiver receiver, IntentFilter filter, String requiredPermission, int userId, int flags ); void unregisterReceiver(in IIntentReceiver receiver); // ...} |
我们的目标：
- 拦截
AMS的registerReceiver方法，将参数receiver通过Proxy创建一个新的扩展类对象传递出去。 - 为了参数校验通过，所以对象的类名是合法的（如：
android.content.IIntentReceiver） - 服务端实际拿到的是我们扩展的接口对象，因此当服务端，通过Binder数据还原成服务端的同名对象。
- 当服务端有事件回调时，则我们扩展的接口对象优先处理，然后再像原对象调用传递。
- 当应用注销回调时，同样需要将我们扩展的对象通知服务端解除。
1.0 方案：源码导入
由于通常系统接口类（如：IActivityManager.aidl，IPackageManager.aidl等）均为隐藏类，因此很自然的想法是将系统的aidl源文件导入到工程中。
配置好目录：
1 2 3 4 5 | sourceSets { main { aidl.srcDirs = ['src/main/aidl'] }} |
编译后我们就可以连接该类，并进行继承扩展了，如：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 | public class StubIntentReceiver extends IIntentReceiver.Stub { Object mOrigin; protected StubIntentReceiver(Object org) { this.mOrigin = org; } private static Method sMethod_performReceive; public void performReceive(Intent intent, int resultCode, String data, Bundle extras, boolean ordered, boolean sticky, int sendingUser) throws RemoteException { // TODO something here ... if (null == sMethod_performReceive) { sMethod_performReceive = ReflectUtils.getDeclaredMethod( mOrigin, "performReceive", Intent.class, int.class, String.class, Bundle.class, boolean.class, boolean.class, int.class ); } sMethod_performReceive.invoke(mOrigin, intent, resultCode, data, extras, ordered, sticky, sendingUser); }} |
对于IIntentReceiver.aidl的回调接口来说，这样就可以解决了，因为他满足了几个特性：
- 足够简单，就只有一个函数。
- 足够稳定，从
9.0~14.0接口名和参数都一致。
然而更多的接口并非如此，接口类函数不仅仅是多个，而且不同版本类方法各异，同函数参数也都不相同，这才是常态，所以我们自然的解决方案就是：flavor。
2.0 方案：Flavor
既然每个版本可能不一致，那就编译多版本就可以解决了，如：
这样确实能解决多版本系统接口变化的问题，但同时带来了新的问题：
- 多版本的编译，维护，加载运行导致工作量成倍增加，是个灾难。
- 通常接口中我们感兴趣的只是其中一部分，其他的接口则是直接放过。
- 很多系统接口参数又是继承于
Parcelable的对象，而该对象又为隐藏类，因此又需要继续导入关联的类确保编译运行正常，导致越来越臃肿。 - 某些接口厂商还会在该类定制新的接口，无法做到默认兼容。
3.0 方案：接口模板
我们对于复杂的方案生来恐惧，越复杂越做不稳定，所以我们的目标：
- 无需多版本编译，一套代码适配所有版本。
- 仅需处理我们关心的接口，对于其他接口默认可放过。
于是我们通过编译后的源码我们目标锁定在Binder的onTransact函数，如：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 | public interface IIntentReceiver extends android.os.IInterface{ /** Local-side IPC implementation stub class. */ public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements android.content.IIntentReceiver { private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "android.content.IIntentReceiver"; /** Construct the stub at attach it to the interface. */ @Override public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags ) throws android.os.RemoteException { java.lang.String descriptor = DESCRIPTOR; switch (code) { case TRANSACTION_performReceive: { data.enforceInterface(DESCRIPTOR); Intent _arg0; if (0 != data.readInt()) { _arg0 = Intent.CREATOR.createFromParcel(data); } else { _arg0 = null; } int _arg1 = data.readInt(); String _arg2 = data.readString(); Bundle _arg3; if (0 != data.readInt()) { _arg3 = (Bundle)Bundle.CREATOR.createFromParcel(data); } else { _arg3 = null; } boolean _arg4 = 0 != data.readInt(); boolean _arg5 = 0 != data.readInt(); int _arg6 = data.readInt(); // call function here !!! this.performReceive(_arg0, _arg1, _arg2, _arg3, _arg4, _arg5, _arg6); reply.writeNoException(); return true; } default: { return super.onTransact(code, data, reply, flags); } } } } |
于是我们的方案：
- 定义目标接口类（如：
IIntentReceiver.aidl），该接口无方法，仅保持名字一致，目的只是为了编译出IIntentReceiver.class类。 - 定义扩展类继承于接口代理类。
- 重载实现
onTransact方法，仅处理感兴趣的code（aidl文件编译后函数对应的编号），其他的默认调用原对象方法。
于是我们扩展实现类为：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 | import android.content.IIntentReceiver;import android.content.Intent;import android.os.Bundle;import android.os.IBinder;import android.os.Parcel;import android.text.TextUtils;public class OnewayIIntentReceiver extends IIntentReceiver.Stub { private final Object mArgument; private static int TRANSACTION_performReceive = -1; public OnewayIIntentReceiver(Object org) { mArgument = org; if (TRANSACTION_performReceive < 0) { TRANSACTION_performReceive = ReflectUtils.getMethodCode(org, "TRANSACTION_performReceive"); } } @Override public boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException { if (TRANSACTION_performReceive == code) { data.enforceInterface(getInterfaceDescriptor()); Intent _arg0; if (0 != data.readInt()) { _arg0 = Intent.CREATOR.createFromParcel(data); } else { _arg0 = null; } int _arg1 = data.readInt(); String _arg2 = data.readString(); Bundle _arg3; if (0 != data.readInt()) { _arg3 = (Bundle)Bundle.CREATOR.createFromParcel(data); } else { _arg3 = null; } boolean _arg4 = 0 != data.readInt(); boolean _arg5 = 0 != data.readInt(); int _arg6 = data.readInt(); // do call origin Method method = ReflectUtils.getDeclaredMethod( mArgument.mOrigin, "performReceive", Intent.class, int.class, String.class, Bundle.class, boolean.class, boolean.class, int.class ); method.invoke(mOrigin, _arg0, _arg1, _arg2, _arg3, _arg4, _arg5, _arg6); reply.writeNoException(); return true; } return doTransact(code, data, reply, flags); } public boolean doTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) { Method method = ReflectUtils.getDeclaredMethod( mOrigin, "onTransact", int.class, Parcel.class, Parcel.class, int.class ); } try { return (Boolean) method.invoke(mOrigin, code, data, reply, flags); } catch (Throwable e) { Logger.e(e); } return false; }} |
至此，我们找到了相对简单，兼容性好的系统接口回调的拦截方案。
如果该服务为Native实现，则需要参考我们的另一篇文章 ☞ 深入Binder拦截 ☜ 来解决。
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