Android Native禁止使用系统私有库详解
系统私有库指的是，存放在android系统/system/lib/和/vendor/lib下面，但是Android NDK中没有公开API的lib库。 从Android N开始（SDK >= 24），通过dlopen打开系统私有库，或者lib库中依赖系统私有库，都会产生异常，甚至可能导致app崩溃。具体可以阅读官方文档说明。 这个变更会有怎样的影响呢？ 曾经的美好 在以前，在ndk层面，我们是可以使用一些hack的手段得到系统的私有api的。 比如，你想使用虚拟机中的一些内部符号，在N以下版本，你可以这么搞 void *handle = dlopen("libart.so", RTLD_NOW); void *originFunc = dlsym(handle, "_ZNK3art6Thread13DumpJavaStackERNSt3__113basic_ostreamIcNS1_11char_traitsIcEEEE"); 这样你就能得到art::Thread::DumpJavaStack的函数指针，然后愉快地调用它了。 晴天霹雳 但是到了N以后， void *handle = dlopen("libart.so", RTLD_NOW); // 没问题，返回了handle指针。 void *originFunc = dlsym(handle, "_ZNK3art6Thread13DumpJavaStackERNSt3__113basic_ostreamIcNS1_11char_traitsIcEEEE"); // 失败！得到的originFunc为空！ 这就很奇怪了，我们能够得到handle指针，就说明libart.so是找到了。但是为什么libart.so中却没有找到art::Thread::DumpJavaStack的符号呢？ 看一下内存映射表，我们发现了一个有趣的东西 7de5d4d000-7de5d4e000 r-xp 00000000 fe:00 774 /system/fake-libs64/libart.so 7de5d4e000-7de5d4f000 r--p 00000000 fe:00 774 /system/fake-libs64/libart.so 7de5d4f000-7de5d50000 rw-p 00001000 fe:00 774 /system/fake-libs64/libart.so ... ... 7de6a04000-7de6feb000 r-xp 00000000 fe:00 1414 /system/lib64/libart.so 7de6feb000-7de6ffa000 r--p 005e6000 fe:00 1414 /system/lib64/libart.so 7de6ffa000-7de6ffd000 rw-p 005f5000 fe:00 1414 /system/lib64/libart.so 难怪，我们知道dlopen参数为libart.so的话，系统会先找到/system/fake-libs64/libart.so，而不是/system/lib64/libart.so。 而/system/fake-libs64/libart.so又是什么鬼？从名字上看，就知道他是个假的libart。在系统源码文件art/libart_fake/README.md中，我们找到了对他的解释， A fake libart made to satisfy some misbehaving apps that will attempt to link against libart.so. 这就是为了以防你们这些图谋不轨（misbehaving）的APP们做一些奇怪的事而专门设的套啊！ 只要你自己的lib库依赖了libart.so或者试图打开libart.so，在linker查找libart.so时，因为fake-libs路径被设置在了查找路径表的靠前处，就会先找到/system/fake-libs64/libart.so，而不是真正的/system/lib64/libart.so。 设置fake-libs代码: @ frameworks/base/core/java/android/app/LoadedApk.java public static void makePaths(...) { ... // Add fake libs into the library search path if we target prior to N. if (aInfo.targetSdkVersion <= 23) { outLibPaths.add("/system/fake-libs" + (VMRuntime.is64BitAbi(aInfo.primaryCpuAbi) ? "64" : "")); } ... } 而这个/system/fake-libs64/libart.so的内容基本上的空的（art/libart_fake/fake.cc），所以在它里面当然什么符号都找不到啦~ 霸王硬上弓 既然如此，那我们在dlopen中直接指定lib的绝对路径总行了吧？像这样： void *handle = dlopen("/system/lib64/libart.so", RTLD_NOW); 可是很遗憾，它报了一个错： 01-11 13:16:10.413 19869-19869/com.patch.demo E/linker: library "/system/lib64/libart.so" ("/system/lib64/libart.so") needed or dlopened by "/data/app/com.patch.demo-1/lib/arm64/libbcpatch.so" is not accessible for the namespace: [name="classloader-namespace", ld_library_paths="", default_library_paths="/data/app/com.patch.demo-1/lib/arm64:/system/fake-libs64:/data/app/com.patch.demo-1/base.apk!/lib/arm64-v8a", permitted_paths="/data:/mnt/expand:/data/data/com.patch.demo"] 也就是说，你被允许访问的路径（包含ld_library_paths、default_library_paths、permitted_paths）只有 /data/app/com.patch.demo-1/lib/arm64 /system/fake-libs64 /data/app/com.patch.demo-1/base.apk!/lib/arm64-v8a /data /mnt/expand /data/data/com.patch.demo 所以，试图访问/system/lib64/下的libart.so当然是不行的啦。 真是魔高一尺道高一丈啊。 至此，我们算是知道了Google封杀在ndk中访问系统私有库的方法。本质是在linker中加入一系列校验机制来做限制。linker作为最基础的lib库链接器，所有链接行为都会被限制住。 缓兵之计 不过，在Android N，你可以指定APP的sdk为API级别23或更低。那么，对于以下灰名单中的lib，仍然可以正常使用： // TODO(dimitry): The grey-list is a workaround for http://b/26394120 --- // gradually remove libraries from this list until it is gone. static bool is_greylisted(const char* name, const soinfo* needed_by) { static const char* const kLibraryGreyList[] = { "libandroid_runtime.so", "libbinder.so", "libcrypto.so", "libcutils.so", "libexpat.so", "libgui.so", "libmedia.so", "libnativehelper.so", "libskia.so", "libssl.so", "libstagefright.so", "libsqlite.so", "libui.so", "libutils.so", "libvorbisidec.so", nullptr }; 这样的话，每次使用dlopen或者链接以上lib都会打印出一个警告，然后仍然正常执行原有功能。 同时Google也声明了，在将来的版本会将这些lib的支持也一并移除。因此，这只是提供了一个让你尽快在代码中去除相关依赖的过渡期。 可见，不久的将来就无法愉快地使用系统的非公开符号了。 突出重围 那我们真的就没办法了吗？ 也不是绝对的，Android限制的只是dlopen这个途径，而我们访问内存是随心所欲的:） 方法就是，通过内存映射表找到libart.so的真实起始位置： 7de6a04000-7de6feb000 r-xp 00000000 fe:00 1414 /system/lib64/libart.so 7de6feb000-7de6ffa000 r--p 005e6000 fe:00 1414 /system/lib64/libart.so 7de6ffa000-7de6ffd000 rw-p 005f5000 fe:00 1414 /system/lib64/libart.so 然后在加载地址起始位置手动解析libart.so的elf格式，提取出所需符号的位置信息。相当于你自己实现linker原本的查找逻辑。 当然，这种遍历内存解析elf的实现是比较复杂的。因此，这一次Google算是封死了一大波底层hack的手段。 不过，网上仍然有很多绕过这个限制的方式，大家有兴趣的可以自己发掘一下。 也可以来这里与我们共同讨论技术
