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第12章内容提交
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c43e41f0ea
@ -378,21 +378,457 @@ DexFile_initConfig(JNIEnv* env, jobject ,jobject item) {
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```
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到这里就成功从配置文件中读取数据，并解析后通过`native`函数将其存储到全局能访问的位置了。
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到这里就成功从配置文件中读取数据，并解析后通过`native`函数将其存储到全局能访问的位置了。最后在成功读取配置后，通过反射调用`initConfig`函数，即可完成配置的初始化工作。
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||||
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||||
```java
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||||
@Override
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||||
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
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||||
super.onCreate(savedInstanceState);
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||||
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||||
binding = ActivityMainBinding.inflate(getLayoutInflater());
|
||||
setContentView(binding.getRoot());
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||||
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||||
String packageName= this.getPackageName();
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||||
// 读取配置文件
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||||
String configJson= FileHelper.readTextFile("/data/local/tmp/config.json");
|
||||
if(configJson.isEmpty()){
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||||
Log.i(TAG,"not found config json "+packageName);
|
||||
return;
|
||||
}
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||||
// 判断是否是json格式
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if(!configJson.contains("{")){
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||||
Log.i(TAG,"config data is error "+packageName);
|
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return;
|
||||
}
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||||
// 将json转换为对象
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||||
List<PackageItem> packageItems= JSON.parseObject(configJson,new TypeReference<List<PackageItem>>(){});
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||||
if(packageItems.size()<=0){
|
||||
Log.i(TAG,"not found config json parse "+packageName);
|
||||
return;
|
||||
}
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||||
// 判断当前app是否为目标应用
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PackageItem currentItem=null;
|
||||
for(PackageItem item : packageItems){
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||||
if(item.packageName.contains(this.getPackageName())){
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currentItem=item;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
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||||
if(currentItem==null){
|
||||
return;
|
||||
}
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||||
// 是目标应用则反射调用初始化函数，将配置内容传递到native层。
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||||
try {
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Class dexFileClazz=ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass("dalvik.system.DexFile");
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||||
Method method=dexFileClazz.getMethod("initConfig",Object.class);
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||||
method.invoke(null,currentItem);
|
||||
} catch (ClassNotFoundException e) {
|
||||
throw new RuntimeException(e);
|
||||
} catch (NoSuchMethodException e) {
|
||||
throw new RuntimeException(e);
|
||||
} catch (InvocationTargetException e) {
|
||||
throw new RuntimeException(e);
|
||||
} catch (IllegalAccessException e) {
|
||||
throw new RuntimeException(e);
|
||||
}
|
||||
}
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||||
```
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## 12.4 JNI调用分析
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||||
`JNI`的调用流程并不是非常复杂，`env`中对应的相关函数定义是在文件`libnativehelper/include_jni/jni.h`中，`JNIEnv`的定义描述如下。
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```c++
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||||
#if defined(__cplusplus)
|
||||
// 判断当前是否在C++环境下
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typedef _JNIEnv JNIEnv;
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||||
typedef _JavaVM JavaVM;
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||||
#else
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||||
// 如果在C环境下
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||||
typedef const struct JNINativeInterface* JNIEnv;
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||||
typedef const struct JNIInvokeInterface* JavaVM;
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||||
#endif
|
||||
```
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||||
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||||
接着看看`_JNIEnv`的定义描述。
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||||
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||||
```c++
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||||
struct _JNIEnv {
|
||||
/* do not rename this; it does not seem to be entirely opaque */
|
||||
const struct JNINativeInterface* functions;
|
||||
|
||||
#if defined(__cplusplus)
|
||||
|
||||
...
|
||||
void CallStaticVoidMethod(jclass clazz, jmethodID methodID, ...)
|
||||
{
|
||||
va_list args;
|
||||
va_start(args, methodID);
|
||||
functions->CallStaticVoidMethodV(this, clazz, methodID, args);
|
||||
va_end(args);
|
||||
}
|
||||
void CallStaticVoidMethodV(jclass clazz, jmethodID methodID, va_list args)
|
||||
{ functions->CallStaticVoidMethodV(this, clazz, methodID, args); }
|
||||
void CallStaticVoidMethodA(jclass clazz, jmethodID methodID, const jvalue* args)
|
||||
{ functions->CallStaticVoidMethodA(this, clazz, methodID, args); }
|
||||
...
|
||||
#endif /*__cplusplus*/
|
||||
};
|
||||
```
|
||||
|
||||
可以看到虽然`c++`的情况下是使用结构体进行一层包装，但是最终实际也调用的`JNINativeInterface`下的函数实现。继续看看该结构体的定义。
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```c++
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||||
struct JNINativeInterface {
|
||||
void* reserved0;
|
||||
void* reserved1;
|
||||
void* reserved2;
|
||||
void* reserved3;
|
||||
...
|
||||
jmethodID (*GetMethodID)(JNIEnv*, jclass, const char*, const char*);
|
||||
jobject (*CallObjectMethod)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, ...);
|
||||
jobject (*CallObjectMethodV)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, va_list);
|
||||
jobject (*CallObjectMethodA)(JNIEnv*, jobject, jmethodID, const jvalue*);
|
||||
...
|
||||
};
|
||||
```
|
||||
|
||||
根据上面源码分析，能够看到`JNIEnv`实际就是`JNINativeInterface`的指针，而该指针对应的结构体中存储着函数表，接下来看是如何给`functions`进行赋值的。
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||||
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||||
```c++
|
||||
JNIEnvExt::JNIEnvExt(Thread* self_in, JavaVMExt* vm_in, std::string* error_msg)
|
||||
: self_(self_in),
|
||||
vm_(vm_in),
|
||||
local_ref_cookie_(kIRTFirstSegment),
|
||||
locals_(kLocalsInitial, kLocal, IndirectReferenceTable::ResizableCapacity::kYes, error_msg),
|
||||
monitors_("monitors", kMonitorsInitial, kMonitorsMax),
|
||||
critical_(0),
|
||||
check_jni_(false),
|
||||
runtime_deleted_(false) {
|
||||
MutexLock mu(Thread::Current(), *Locks::jni_function_table_lock_);
|
||||
check_jni_ = vm_in->IsCheckJniEnabled();
|
||||
// 函数指针赋值
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||||
functions = GetFunctionTable(check_jni_);
|
||||
unchecked_functions_ = GetJniNativeInterface();
|
||||
}
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||||
```
|
||||
|
||||
继续分析`GetFunctionTable`实现。
|
||||
|
||||
```c++
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||||
const JNINativeInterface* JNIEnvExt::GetFunctionTable(bool check_jni) {
|
||||
const JNINativeInterface* override = JNIEnvExt::table_override_;
|
||||
if (override != nullptr) {
|
||||
return override;
|
||||
}
|
||||
return check_jni ? GetCheckJniNativeInterface() : GetJniNativeInterface();
|
||||
}
|
||||
```
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||||
|
||||
继续进入查看`GetJniNativeInterface`实现逻辑
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||||
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||||
```c++
|
||||
const JNINativeInterface* GetJniNativeInterface() {
|
||||
return Runtime::Current()->GetJniIdType() == JniIdType::kPointer
|
||||
? &JniNativeInterfaceFunctions<false>::gJniNativeInterface
|
||||
: &JniNativeInterfaceFunctions<true>::gJniNativeInterface;
|
||||
}
|
||||
```
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||||
|
||||
到这里就对`JNI`对应函数进行赋值了。
|
||||
|
||||
```c++
|
||||
template<bool kEnableIndexIds>
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||||
struct JniNativeInterfaceFunctions {
|
||||
using JNIImpl = JNI<kEnableIndexIds>;
|
||||
static constexpr JNINativeInterface gJniNativeInterface = {
|
||||
nullptr, // reserved0.
|
||||
nullptr, // reserved1.
|
||||
nullptr, // reserved2.
|
||||
nullptr, // reserved3.
|
||||
...
|
||||
JNIImpl::GetMethodID,
|
||||
JNIImpl::CallObjectMethod,
|
||||
JNIImpl::CallObjectMethodV,
|
||||
JNIImpl::CallObjectMethodA,
|
||||
...
|
||||
};
|
||||
};
|
||||
```
|
||||
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||||
根据上面的源码分析，知道了`JNI`中函数对应的实现就在文件`art/runtime/jni/jni_internal.cc`中实现。明白了这个原理后，接下来添加一个打桩函数简单的输出信息，来确定流程是否正确。
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||||
|
||||
```c++
|
||||
static jobject CallObjectMethodV(JNIEnv* env, jobject obj, jmethodID mid, va_list args) {
|
||||
CHECK_NON_NULL_ARGUMENT(obj);
|
||||
CHECK_NON_NULL_ARGUMENT(mid);
|
||||
ALOGD("mikrom %s",__FUNCTION__);
|
||||
ScopedObjectAccess soa(env);
|
||||
JValue result(InvokeVirtualOrInterfaceWithVarArgs(soa, obj, mid, args));
|
||||
return soa.AddLocalReference<jobject>(result.GetL());
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
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||||
编译后成功看到了大量该函数调用的日志，接下来需要封装一个函数，在这个函数中根据前文传递的配置进行判断是否需要输出`JNI`调用的相关信息。符合条件才进行打桩。具体实现如下。
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||||
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||||
```c++
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||||
void ShowVarArgs(const ScopedObjectAccessAlreadyRunnable& ,
|
||||
const char* funcname,
|
||||
jmethodID ,
|
||||
va_list ){
|
||||
// 从Runtime获取配置信息，配置了需要打印JNI，并且当前符合输出条件才进行打桩
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||||
Runtime* runtime=Runtime::Current();
|
||||
if(!runtime->GetConfigItem().isJNIMethodPrint ||!runtime->GetConfigItem().jniEnable){
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
// 打桩信息
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||||
ALOGD("mikrom ShowVarArgs %s %s %s %s %p",runtime->GetProcessPackageName().c_str(),runtime->GetConfigItem().jniModuleName,
|
||||
runtime->GetConfigItem().jniFuncName,funcname,Thread::Current());
|
||||
|
||||
}
|
||||
```
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||||
|
||||
这里使用了两个条件来控制打桩，`isJNIMethodPrint`表示是否要对`JNI`监控打桩，而`jniEnable`则表示，当前是否应该打桩，例如在指定的`native`函数调用期间，才打桩输出，或者指定动态库加载后，才进行打桩，这个过滤条件大大的降低了对无效日志的输出，提高分析的效率。
|
||||
|
||||
`jniEnable`默认是`false`的，值不应由配置文件决定，而是在调用过程中进行赋值，所有`native`函数开始执行和执行结束时都会经过`JniMethodStart`和`JniMethodEnd`函数，所以只需要在进入该函数时，将该字段修改为`true`，在结束时，再将其关闭即可。下面是实现代码。
|
||||
|
||||
```c++
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||||
extern uint32_t JniMethodStart(Thread* self) {
|
||||
JNIEnvExt* env = self->GetJniEnv();
|
||||
DCHECK(env != nullptr);
|
||||
uint32_t saved_local_ref_cookie = bit_cast<uint32_t>(env->GetLocalRefCookie());
|
||||
env->SetLocalRefCookie(env->GetLocalsSegmentState());
|
||||
//add
|
||||
Runtime* runtime=Runtime::Current();
|
||||
if(runtime->GetConfigItem().isJNIMethodPrint){
|
||||
ArtMethod* native_method = *self->GetManagedStack()->GetTopQuickFrame();
|
||||
std::string methodname=native_method->PrettyMethod();
|
||||
// 当前开始函数为要监控的目标函数时，则开启输出JNI
|
||||
if(strstr(methodname.c_str(),runtime->GetConfigItem().jniFuncName)){
|
||||
runtime->GetConfigItem().jniEnable=true;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
//endadd
|
||||
if (kIsDebugBuild) {
|
||||
ArtMethod* native_method = *self->GetManagedStack()->GetTopQuickFrame();
|
||||
CHECK(!native_method->IsFastNative()) << native_method->PrettyMethod();
|
||||
}
|
||||
// Transition out of runnable.
|
||||
self->TransitionFromRunnableToSuspended(kNative);
|
||||
return saved_local_ref_cookie;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
extern void JniMethodEnd(uint32_t saved_local_ref_cookie, Thread* self) {
|
||||
//add
|
||||
Runtime* runtime=Runtime::Current();
|
||||
if(runtime->GetConfigItem().isJNIMethodPrint){
|
||||
ArtMethod* native_method = *self->GetManagedStack()->GetTopQuickFrame();
|
||||
std::string methodname=native_method->PrettyMethod();
|
||||
// 当前结束函数为要监控的目标函数时，则关闭输出JNI
|
||||
if(strstr(methodname.c_str(),runtime->GetConfigItem().jniFuncName)){
|
||||
runtime->GetConfigItem().jniEnable=false;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
//endadd
|
||||
|
||||
GoToRunnable(self);
|
||||
PopLocalReferences(saved_local_ref_cookie, self);
|
||||
}
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||||
```
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||||
## 12.5 打桩函数分类
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||||
前文中仅仅对其中类似`CallObjectMethodV`函数，进行简单的输出，而实际场景中，大量的`JNI`函数调用，并非有着这些参数，所以需要将`ShowVarArgs`进行封装，并有多种重载实现。具体重载参数需要根据实际`JNI`函数中有哪些参数来决定。在这里篇幅有限，所以不会将所有的`JNI`函数情况进行处理，主要将前文中测试中调用到的`JNI`函数进行对应处理。
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||||
|
||||
根据`JniTrace`中的日志，需要对四个`JNI`函数进行打桩处理，分别是`GetMethodID、GetStringUTFChars、NewStringUTF、CallObjectMethodV`。根据这些函数对应的参数，对打桩的函数进行重载处理。
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### 12.5.1 GetMethodID打桩
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在开始修改代码前，先看看该函数的定义。
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```c++
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||||
// 根据函数名，以及对应的函数签名来获取对应函数
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||||
static jmethodID GetMethodID(JNIEnv* env, jclass java_class, const char* name, const char* sig);
|
||||
```
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||||
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||||
再看看`JniTrace`对于该函数的输出。
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||||
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||||
```
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/* TID 6996 */
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||||
310 ms [+] JNIEnv->GetMethodID
|
||||
310 ms |- JNIEnv* : 0x7d3892f610
|
||||
310 ms |- jclass : 0x71 { cn/mik/nativedemo/MainActivity }
|
||||
310 ms |- char* : 0x7c011aaf1f
|
||||
310 ms |: demo
|
||||
310 ms |- char* : 0x7c011aaf24
|
||||
310 ms |: ()Ljava/lang/String;
|
||||
310 ms |= jmethodID : 0x39 { demo()Ljava/lang/String; }
|
||||
|
||||
310 ms ----------------------------------------------Backtrace----------------------------------------------
|
||||
310 ms |-> 0x7c01191a0c: _ZN7_JNIEnv11GetMethodIDEP7_jclassPKcS3_+0x3c (libnativedemo.so:0x7c01183000)
|
||||
310 ms |-> 0x7c01191a0c: _ZN7_JNIEnv11GetMethodIDEP7_jclassPKcS3_+0x3c (libnativedemo.so:0x7c01183000)
|
||||
```
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|
||||
该输出中，关键展示了函数所在类的类名称、函数名称、函数签名，以及所找到的对应函数id，调用堆栈。参考该类型的`JNI`调用，下面重构一个相应的打桩函数。
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||||
```c++
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||||
// 是否需要打印
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||||
bool HasShow(){
|
||||
Runtime* runtime=Runtime::Current();
|
||||
if(!runtime->GetConfigItem().isJNIMethodPrint ||!runtime->GetConfigItem().jniEnable){
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// JNI打桩函数重载,针对GetMethodID进行输出
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||||
void ShowVarArgs(const ScopedObjectAccessAlreadyRunnable& soa,const char* funcname,jclass java_class, const char* name, const char* sig,jmethodID methodID){
|
||||
if(!HasShow()){
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
ObjPtr<mirror::Class> c = soa.Decode<mirror::Class>(java_class);
|
||||
std::string temp;
|
||||
const char* className= c->GetDescriptor(&temp);
|
||||
ArtMethod* method = jni::DecodeArtMethod(methodID);
|
||||
pthread_t threadId = pthread_self();
|
||||
// 前面加上标志是为了方便搜索日志
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||||
ALOGD("%s /* TID %ld */","mikrom",threadId);
|
||||
ALOGD("%s [+] JNIEnv->%s","mikrom",funcname);
|
||||
ALOGD("%s |- jclass :%s","mikrom",className);
|
||||
ALOGD("%s |- char* :%p","mikrom",name);
|
||||
ALOGD("%s |: %s","mikrom",name);
|
||||
ALOGD("%s |- char* :%p","mikrom",sig);
|
||||
ALOGD("%s |: %s","mikrom",sig);
|
||||
ALOGD("%s |= jmethodID :0x%x {%s}","mikrom",method->GetMethodIndex(),method->PrettyMethod().c_str());
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
最后在`JNI`函数调用处，使用该打桩函数。
|
||||
|
||||
```c++
|
||||
static jmethodID GetMethodID(JNIEnv* env, jclass java_class, const char* name, const char* sig) {
|
||||
CHECK_NON_NULL_ARGUMENT(java_class);
|
||||
CHECK_NON_NULL_ARGUMENT(name);
|
||||
CHECK_NON_NULL_ARGUMENT(sig);
|
||||
ScopedObjectAccess soa(env);
|
||||
jmethodID result = FindMethodID<kEnableIndexIds>(soa, java_class, name, sig, false);
|
||||
ShowVarArgs(soa,__FUNCTION__,java_class,name,sig,result);
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
```
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||||
|
||||
### 12.5.2 GetStringUTFChars打桩
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||||
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||||
参考上面的流程，首先了解该函数的定义结构。
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||||
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||||
```c++
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||||
static const char* GetStringUTFChars(JNIEnv* env, jstring java_string, jboolean* is_copy);
|
||||
```
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||||
|
||||
接着查看`JniTrace`的输出显示。
|
||||
|
||||
```
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||||
/* TID 6996 */
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||||
313 ms [+] JNIEnv->GetStringUTFChars
|
||||
313 ms |- JNIEnv* : 0x7d3892f610
|
||||
313 ms |- jstring : 0x85
|
||||
313 ms |- jboolean* : 0x0
|
||||
313 ms |= char* : 0x7c8893f330
|
||||
|
||||
313 ms ------------------------------------------------Backtrace------------------------------------------------
|
||||
313 ms |-> 0x7c01191b4c: _ZN7_JNIEnv17GetStringUTFCharsEP8_jstringPh+0x34 (libnativedemo.so:0x7c01183000)
|
||||
313 ms |-> 0x7c01191b4c: _ZN7_JNIEnv17GetStringUTFCharsEP8_jstringPh+0x34 (libnativedemo.so:0x7c01183000)
|
||||
```
|
||||
|
||||
看的出来这个函数非常的简单，主要是对返回值进行输出即可。添加打桩函数如下。
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||||
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||||
```c++
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||||
void ShowVarArgs(const ScopedObjectAccessAlreadyRunnable& ,
|
||||
const char* funcname,
|
||||
jboolean* is_copy ,
|
||||
const char* data ){
|
||||
if(!HasShow()){
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
pthread_t threadId = pthread_self();
|
||||
ALOGD("%s /* TID %ld */","mikrom",threadId);
|
||||
ALOGD("%s [+] JNIEnv->%s","mikrom",funcname);
|
||||
ALOGD("%s |- jboolean* : %d","mikrom",*is_copy);
|
||||
ALOGD("%s |= char* : %s","mikrom",data);
|
||||
}
|
||||
```
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||||
|
||||
修改原调用函数如下。
|
||||
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||||
```c++
|
||||
|
||||
static const char* GetStringUTFChars(JNIEnv* env, jstring java_string, jboolean* is_copy) {
|
||||
...
|
||||
bytes[byte_count] = '\0';
|
||||
ShowVarArgs(soa,__FUNCTION__,is_copy,bytes);
|
||||
return bytes;
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 12.5.3 NewStringUTF打桩
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||||
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||||
该函数同样非常简单，和上一个函数相反，只需要将参数打印即可，无需处理返回值，函数定义如下。
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||||
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||||
```c++
|
||||
static jstring NewStringUTF(JNIEnv* env, const char* utf);
|
||||
```
|
||||
|
||||
接着看`JniTrace`的输出，同样非常简单。
|
||||
|
||||
```
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||||
/* TID 6996 */
|
||||
314 ms [+] JNIEnv->NewStringUTF
|
||||
314 ms |- JNIEnv* : 0x7d3892f610
|
||||
314 ms |- char* : 0x7ff8e862c1
|
||||
314 ms |: hello
|
||||
314 ms |= jstring : 0x99 { hello }
|
||||
```
|
||||
|
||||
添加对应打桩函数如下。
|
||||
|
||||
```c++
|
||||
void ShowVarArgs(const ScopedObjectAccessAlreadyRunnable& ,
|
||||
const char* funcname,
|
||||
const char* data ){
|
||||
if(!HasShow()){
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
pthread_t threadId = pthread_self();
|
||||
ALOGD("%s /* TID %ld */","mikrom",threadId);
|
||||
ALOGD("%s [+] JNIEnv->%s","mikrom",funcname);
|
||||
ALOGD("%s |- char* : %d","mikrom",data);
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
调整原函数调用该打桩如下。
|
||||
|
||||
```c++
|
||||
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static jstring NewStringUTF(JNIEnv* env, const char* utf) {
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...
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ScopedObjectAccess soa(env);
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ShowVarArgs(soa,__FUNCTION__,utf);
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ObjPtr<mirror::String> result =
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mirror::String::AllocFromModifiedUtf8(soa.Self(), utf16_length, utf, utf8_length);
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return soa.AddLocalReference<jstring>(result);
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}
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### 12.5.4 CallObjectMethodV打桩
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这个`JNI`函数不同于前面几种函数，在前几个函数中，参数是明确固定的，而`CallObjectMethodV`是通过`JNI`，调用一个`java`函数，而为此`java`函数提供的所有参数的类型，以及参数个数。都是未知的。而这些参数的信息同样是需要打桩展示出来的。
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## 12.6 调用栈展示
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## 12.7 解析参数和返回值
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