JNI 开发，JNI开发

作者: that_is_this | 来源:发表于2018-03-24 15:45 被阅读100次

0. LOG 打印

首先：Android.mk 中添加 llog

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_LDLIBS += -llog
LOCAL_MODULE := demo
LOCAL_SRC_FILES := demo.c
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

再：

include <android/log.h>

然后:
__android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,"Wooo","--------1--------");

#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,TAG,__VA_ARGS__)
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,TAG,__VA_ARGS__)

调用：
LOGI("gMethods %s,%s,%p\n ",gMethods[0].name,gMethods[0].signature,gMethods[0].fnPtr);

1. 声明

导入

#include <jni.h>
#include <android/log.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include "mycommom.h"
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <android/asset_manager.h>
#include <android/asset_manager_jni.h>

#include "packer.h"
#include <jni.h>
#include <dlfcn.h>
#include <android/log.h>
#include <errno.h>
#include <assert.h>
#include <sys/system_properties.h>
#include <string>
#include <cstdlib>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <vector>
#include <bits/unique_ptr.h>

基本类型

jclass myLoadedApk;     // 声明类
jfieldID  LoadedApk_mClassLoader;   // 声明 FieldID
jmethodID Application_onCreate;     // 声明 MethodID
jint sdk_int;       // 声明 int
jobject mObj;   // 声明 Object
JNINativeMethod *dvm_dalvik_system_DexFile;     // 声明本地方法
JValue* pResult；    // 声明的序列化

还有基本类型：

jbyte、jboolean、jchar、jshort、jint、jlong、jfloat、jdouble

void 标识无类型

对应的数组类型有：

jstring、jobjectArray、jbooleanArray、jbyteArray、jcharArray、jshortArray、jintArray、jlongArray、jfloatArray、jdoubleArray、jthrowable

以上类型对应的 smali 及对应的签名:

char[]      [C
float[]     [F
double[]    [D
long[]      [J
String[]    [Ljava/lang/String;
Object[]    [Ljava/lang/Object;

剩余的签名：
boolean     Z
short   S
byte    B
int     I
void    V

函数示例：
int fun1()      对应签名()I
int fun1(int i) 对应签名(I)I

2. JNINativeMethod 声明

这个对应这是一个结构体：

typedef struct {
const char* name;
const char* signature;
void* fnPtr;
} JNINativeMethod;

第一个变量name是Java中函数的名字。
第二个变量signature，用字符串是描述了函数的参数和返回值（(II)V）
第三个变量fnPtr是函数指针，指向C函数。

示例一（这个是自己声明的本地方法）：

void native_attachContextBaseContext(JNIEnv *env, jclass clazz,jobject ctx);
void native_onCreate(JNIEnv *env, jclass clazz);

static JNINativeMethod method_table[] = {
    { "attachBaseContext", "(Landroid/content/Context;)V", (void*)native_attachContextBaseContext},     // 声明本地方法，在类前面声明
    { "onCreate","()V",(void*)native_onCreate}, // 观察三个参数
};

以上返回的是 method_table 数组，元素是 JNINativeMethod

示例二（这里是调用第三方的 so 文件里的函数）：

void (*openDexFile)(const u4* args,union  JValue* pResult); // 声明方法类型，JValue 序列化声明

void *ldvm = (void*) dlopen("libdvm.so", 1);    // 这个通过 dlopen 是找到 so 文件
JNINativeMethod* dvm_dalvik_system_DexFile = (JNINativeMethod*) dlsym(ldvm,"dvm_dalvik_system_DexFile");    // 这个是通过 dlsym 找到方法指针
if(0 == lookup(dvm_dalvik_system_DexFile, "openDexFile", "([B)I", &openDexFile))    // lookup 函数寻找函数，并赋予到 openDexFile 指针
{
    openDexFile = NULL;
    LOGI("method does not found ");
    return ;
}
else
{
    LOGI("openDexFile method found ! HAVE_BIG_ENDIAN");      
}

char* dexbase = (char*)mmap(0, dexLen, 3, 2, handle, 0);    // mmap 映射，handle 为文件描述符
char* arr;
arr=(char*)malloc(16+dexLen);
ArrayObject *ao=(ArrayObject*)arr;
ao->length=dexLen;
memcpy(arr+16,dexbase,dexLen);
munmap(dexbase, dexLen);    // 内存映射解除
u4 args[] = { (u4) ao };
union JValue pResult;       // 声明传入参数
jint result;            // 返回值
if(openDexFile != NULL)
{
    openDexFile(args,&pResult);     // 函数调用
    result = (jint) pResult.l;      // 获取返回值
}

int lookup(JNINativeMethod *table, const char *name, const char *sig,void (**fnPtrout)(u4 const *, union JValue *)) 
{
    int i = 0;
    while (table[i].name != NULL)   // 这个方法名字不等于 name
    {
        LOGI("lookup %d %s" ,i,table[i].name);
        if ((strcmp(name, table[i].name) == 0)
            && (strcmp(sig, table[i].signature) == 0)) 
        {
            *fnPtrout = table[i].fnPtr;     // 赋予函数指针
            return 1;
        }
        i++;
    }
    return 0;
}

3. 方法注册

首先声明方法，然后调用函数注册

JNIEXPORT jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved);      // 在 JNI_OnLoad 内开始注册
#define JNIREG_CLASS "com/example/unpack/StubApplication"   // 声明类
# define NELEM(x) ((int) (sizeof(x) / sizeof((x)[0])))      // 用于算出方法数组包含参数

JNIEXPORT jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)
{
    JNIEnv* env = 0;
    jint result = -1;
    if ((*vm)->GetEnv(vm, (void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {  // 从当前运行环境中取出版本字符串，判断 jni 合法性
        return result;
    }
    int status=register_ndk_load(env);
    if(!status)
    {
        LOGI("register call failed");
    }
    return JNI_VERSION_1_4;
}

static JNINativeMethod method_table[] = {       // 方法数组
    { "attachBaseContext", "(Landroid/content/Context;)V", (void*)native_attachContextBaseContext},
    { "onCreate","()V",(void*)native_onCreate},
};

int register_ndk_load(JNIEnv *env)
{
    
    return registerNativeMethods(env, JNIREG_CLASS, method_table, NELEM(method_table)); // 传入参数，环境、类名、方法数组、方法数量
}

static int registerNativeMethods(JNIEnv* env, const char* className,JNINativeMethod* gMethods, int numMethods)
{
    jclass clazz;
    clazz = (*env)->FindClass(env, className);
    if (clazz == 0) {
        return JNI_FALSE;
    }
    LOGI("gMethods  %s,%s,%p\n ",gMethods[0].name,gMethods[0].signature,gMethods[0].fnPtr);
    if ((*env)->RegisterNatives(env, clazz, gMethods, numMethods) < 0) {    // 方法注册
        return JNI_FALSE;
    }
    return JNI_TRUE;
}

4. 寻找类

函数调用，返回类对象到 myContextWrapper 指针内

if( !myFindClass(env,&Build_version,"android/os/Build$VERSION"))
{
    LOGI("ERROR:Build$VERSION");
    return;
}

jfieldID fieldID= ((*env)->GetStaticFieldID)(env, Build_version, "SDK_INT", "I");   // 函数调用，获取 field
sdk_int=(*env)->GetStaticIntField(env,Build_version,fieldID);       // 获取 version_id
LOGI("sdk_int %d\n",sdk_int); 

实现函数：
jclass myFindClass(JNIEnv *env,jclass* ptr,char* name)
{
     jobject g_cls_string;
     jclass clazz = (*env)->FindClass(env,name);
     if(clazz)
     {
        g_cls_string = (*env)->NewGlobalRef(env,clazz);
        *ptr=g_cls_string;
        return g_cls_string;
     }
     else
     {
          return 0;
     }
}

根据 object 获取类

jclass v19 = (*env)->GetObjectClass(env, application_obj);  //获取 application_obj 为类对象

获取父类
jclass BaseDexClassLoader = env->GetSuperclass(PathClassLoader);
新建一个对象
由方法 ID 和 class 对象获取一个新的 obiect 对象

jstring newapp= (*env)->NewStringUTF(env, "android.app.Application");
jobject findclass_classz = (*env)->CallObjectMethod(env, classLoader,classLoader_findClass, newapp);
jmethodID initMethod = (*env)->GetMethodID(env, findclass_classz, "<init>", "()V");
onCreateObj = (*env)->NewObject(env, findclass_classz, initMethod);

5. 获取 MethodID 并调用

获取 MethodID
Application_onCreate = (*env)->GetMethodID(env, myApplication, "onCreate", "()V");
// myApplication 指的是 Application 类，onCreate 方法名， ()V 方法签名

获取 StaticMethodID
currentActivityThread = (*env)->GetStaticMethodID(env, ActivityThread,"currentActivityThread","()Landroid/app/ActivityThread;");
// ActivityThread 类，currentActivityThread 方法名， ()Landroid/app/ActivityThread; 方法签名

调用返回值是 int 类型的函数
int count = (*env)->CallIntMethod(env, v11, arraylist_size);

调用返回值是 Object 类型的静态函数
jobject tmp= (*env)->CallStaticObjectMethod(env, mySystem, system_getProperty, vmname);
// mySystem 指 java/lang/System 类，system_getProperty 指 getProperty(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String; 方法，vmname 为传入的字符串参数

调用非静态函数
jobject v9 = (*env)->CallObjectMethod(env, arraymap_mPackages, ArrayMap_get, thePackagename);
// arraymap_mPackages 为数组，ArrayMap_get 为方法 ID，thePackagename 是 key 值

调用无返回值函数
(*env)->CallNonvirtualVoidMethod(env, application_obj, myContextWrapper, ContextWrapper_attachBaseContext,ctx);
// application_obj 为默认传入的 obj，myContextWrapper 是 "android/content/ContextWrapper" 类，ContextWrapper_attachBaseContext 是 attachBaseContext(Landroid/content/Context;)V 方法，ctx 是传入参数

调用无返回值函数
(*env)->CallVoidMethod(env, onCreateObj, Application_onCreate);
// onCreateObj 是 Application 对象，Application_onCreate 是方法 ID

6. 获取 FieldID 并设置

获取一个类内的一个变量 FieldID
mPackages=(*env)->GetFieldID(env, ActivityThread, "mPackages", "Landroid/util/ArrayMap;");
// ActivityThread 类对象，mPackages 变量名，Landroid/util/ArrayMap 变量类型、签名

根据 ID 获取一个类实例内的变量值
jobject arraymap_mPackages =(*env)->GetObjectField(env, theCurrentActivityThread, mPackages);
// theCurrentActivityThread 为一个类调用方法返回的对象，mPackages 为 FieldID
// theCurrentActivityThread 是一个对象

设置 Field 变量
(*env)->SetObjectField(env, DexFile, mCookie, art_MarCookie);
// DexFile 是要设置到的主体对象， mCookie 是对应的 FieldID（对应 DexFile 内的一个属性），art_MarCookie 是要设置到 mCookie 的对象。就等同于：DexFile.mCookie.set(art_MarCookie)
示例如下：

DexPathList_Element_dexFile = (*env)->GetFieldID(env,myElement,"dexFile","Ldalvik/system/DexFile;");
jobject Element = (*env)->GetObjectArrayElement(env, v15, i);
jobject DexFile = (*env)->GetObjectField(env, Element, DexPathList_Element_dexFile);
mCookie = (*env)->GetFieldID(env,myDexFile, "mCookie", "I");
art_MarCookie=(*env)->CallStaticObjectMethod(env, myDexFile, myOpenDexFile, inPath,0,0);
(*env)->SetObjectField(env, DexFile, mCookie, art_MarCookie);

设置 int
env->SetIntField(mini_dex_obj, cookie_field, mCookie);

7. 字符串处理

格式标准化
jstring thePackagename=(*env)->NewStringUTF(env,mPackageName);

将字符串转为 char 数组
const char* v22 = (*env)->GetStringUTFChars(env, tmp, 0); // tmp 为字符串

LOGI("------- vmNameStr:%s", v22);
(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, tmp, v22); // 函数通知 JVM 这块内存已经不使用了，你可以清除了

拼接字符串
char szPath[260]={0}; // 申请空间
sprintf(szPath,"/data/data/%s/files/dump.dex",mPackageName); // 字符串输出为 szPath
// const char* mPackageName; 类型

设置 vm 的 APKPATH
setenv("APKPATH", mPackageResourePath, 1); // mPackageResourePath 为路径字符串

8. 数组的获取处理

获取一个数组的长度
int count = (*env)->GetArrayLength(env, v15);
// v15 是一个数组

遍历一个数组
while(i<count)
{
jobject Element = (*env)->GetObjectArrayElement(env, v15, i);
}

9. 删除占用内存

env->DeleteLocalRef(DexFileClass); // DexFileClass 是 jclass
env->DeleteLocalRef(apk); // apk 是 jstring

10. 一些小功能

1. 读取 maps 获取信息

char* get_path_frommaps(const char* pkgName,char* filter1,char* filter2)
{
int pid=getpid();
char map[256]={0};
sprintf(map,"/proc/%d/maps",pid);
FILE* fd=fopen(map,"r");
if(!fd){
    LOGE("[-]open %s failed",map);
    return NULL;
}
while(true){
    char line_buffer[256]={0};
    if(!fgets(line_buffer,255,fd))
        break;
    //寻找带有包名和.dex或.odex的行
    if (strstr(line_buffer,pkgName) && (strstr(line_buffer,filter1)|| strstr(line_buffer,filter2))) {
        LOGD("[+]targt line buffer:%s",line_buffer);
        char* p =strchr(line_buffer,'/');
        //获取需要复制的长度
        //line_buffer结尾是一个换行符
        int copy_len=strlen(line_buffer)-(p-(char*)line_buffer)-1;
        memcpy((void*)g_fake_dex_path,p,copy_len);
        LOGD("[+]find dex path:%s from maps",g_fake_dex_path);
        return g_fake_dex_path;
    }
}
fclose(fd);
return NULL;
}

2. 调用 libart.so 内的方法

{
std::string location = "";
std::string err_msg;
void* g_ArtHandle=NULL;
g_ArtHandle=get_lib_handle("libart.so");    // 获取 so 句柄

org_artDexFileOpenMemory22 func = (org_artDexFileOpenMemory22)dlsym(g_ArtHandle, "_ZN3art7DexFile10OpenMemoryEPKhjRKNSt3__112basic_stringIcNS3_11char_traitsIcEENS3_9allocatorIcEEEEjPNS_6MemMapEPKNS_7OatFileEPS9_");

if(!func){
    LOGE("[-]sdk_int:%d dlsym openMemory failed:%s",g_sdk_int,dlerror());
    return NULL;
}
const Header* dex_header = reinterpret_cast<const Header*>(base);
void *value = func((const unsigned char *)base, size, location, dex_header->checksum_, NULL, NULL, &err_msg);       // 方法调用。size 是 dex 的大小
if(!value){
    LOGE("[-]call artDexFileOpenMemory22 failed");
    return NULL;
}
LOGD("[+]openMemory value:%p",value);
return value;
}

void* get_lib_handle(const char* lib_path)
{
    void *handle_art = dlopen(lib_path, RTLD_NOW);
    if (!handle_art) {
        LOGE("[-]get %s handle failed:%s",dlerror());
        return NULL;
    }
    return handle_art;
}

.h 内声明方法类型

typedef void* (*org_artDexFileOpenMemory22)(const uint8_t* base, size_t size,const std::string& location, uint32_t location_checksum,void* mem_map, const void*oat_file, std::string* error_msg);