Android Permissions
2017-05-10 本文已影响707人
wbo4958
写这篇blog主要是源于一个GTS case: testDefaultGrants, 这个case的意图是测试系统里默认granted的runtime permissions.
转载请标明来处：http://www.jianshu.com/p/ffd583f720f4
在 Android M以后， Android加入了runtime permissions, 也就是dangerous permissons, 这些权限有可能会刺探用户隐私等等危害。 这样系统在安装APP的时候就不会默认grant runtime permissions.
在Android M之前, Runtime permissions是直接被当作是install permissons，即在安装的时候就直接grant了。
而针对一些系统内置的app，OEM vendor可以修改代码来默认grant runtime permissions.
所以Google的这个GTS case 就是检查是否OEM产商随意的grant runtime permission.
一、 系统配置权限的初始化
SystemConfig systemConfig = SystemConfig.getInstance();
该配置的初始化主要是从系统配置文件中读取自定义的权限， 包括 /etc/sysconfig /etc/permissions /oem/etc/sysconfig /oem/etc/permissions里所有的xml文件。
下图是读出来的permission相关的UML图为
图1. System config permission UML图
mGlobalGids = systemConfig.getGlobalGids();
mSystemPermissions = systemConfig.getSystemPermissions();
mAvailableFeatures = systemConfig.getAvailableFeatures();
// Propagate permission configuration in to package manager.
ArrayMap<String, SystemConfig.PermissionEntry> permConfig
= systemConfig.getPermissions();
for (int i=0; i<permConfig.size(); i++) {
SystemConfig.PermissionEntry perm = permConfig.valueAt(i);
BasePermission bp = mSettings.mPermissions.get(perm.name);
if (bp == null) {
bp = new BasePermission(perm.name, "android", BasePermission.TYPE_BUILTIN);
mSettings.mPermissions.put(perm.name, bp);
}
if (perm.gids != null) {
bp.setGids(perm.gids, perm.perUser);
}
}
以上这些代码片段主要目的是将SystemConfig里解析出来的值取出来赋值给PackageManagerService里的变量mSettings，在这个阶段解析出来的permission的sourcePackage全部命名为 android 因为这是系统里定义的permission.
二、 读取系统里的package.xml
2.1 mSettings.readLPw(this, …)
解析/data/system/package.xml
2.1.1 readPermissionsLPw
if (tagName.equals("permissions")) {
readPermissionsLPw(mPermissions, parser);
在package.xml里permissions放在前面，所以这里先读的是permissions section, permissions字段,保存到mSettings.mPermissions，permissions是所有apk自定义的permissions
2.1.2 readPackageLPw
if (tagName.equals("package")) {
readPackageLPw(parser); //解析 package section
void readPackageLPw(XmlPullParser parser)
packageSetting = addPackageLPw(name.intern(), realName, …)
//生成该package对应的 PackageSetting, 然后根据xml里值进行填充
readInstallPermissionsLPr(parser, packageSetting.getPermissionsState());
//读取安装权限
void readInstallPermissionsLPr(XmlPullParser parser,
PermissionsState permissionsState)
//解析package section里的 <perms>中当前package里所有的权限
String grantedStr = parser.getAttributeValue(null, ATTR_GRANTED);
final boolean granted = grantedStr == null
|| Boolean.parseBoolean(grantedStr);
if (granted) {
permissionsState.grantInstallPermission(bp) //grant安装权限
2.1.3 grantInstallPermission
这些安装权限是apk在安装时自动grant的，都是normal的等级，不是dangeous权限。
该函数的主要作用是
- 生成permission对应的PermissionData，并用加入到PermissionsState mPermissions里
- 对用户id,grant权限，即生成PermissionState对象，并用mUserStates来track.
2.2 从/data/system/users/x/runtime-permissions.xml 读取runtime权限, 并grant
for (UserInfo user : users) {
mRuntimePermissionsPersistence.readStateForUserSyncLPr(user.id);
}
readStateForUserSyncLPr->parseRuntimePermissionsLPr
parseRuntimePermissionsLPr()->parsePermissionsLPr
//解析 <pkg> 下的每一个item得到每一个权限，然后进行grant
if (granted) {
permissionsState.grantRuntimePermission(bp, userId); //grant runtime权限
permissionsState.updatePermissionFlags(bp, userId,
PackageManager.MASK_PERMISSION_FLAGS, flags);
}
如下面这个package.xml版本，摘自/data/system/package.xml
<package name="com.android.tv.settings" codePath="/system/priv-app/TvSettings" nativeLibraryPath="/system/priv-app/TvSettings/lib" primaryCpuAbi="arm64-v8a" publicFlags="944291397" privateFlags="8" ft="1539c6151e8" it="1539c6151e8" ut="1539c6151e8" version="1" sharedUserId="1000">
<sigs count="1">
<cert index="0" />
</sigs>
<perms>
<item name="android.permission.WRITE_SETTINGS" granted="true" flags="0" />
<item name="android.permission.MODIFY_AUDIO_SETTINGS" granted="true" flags="0" />
<item name="android.permission.INSTALL_LOCATION_PROVIDER" granted="true" flags="0" />
图2. PackageManagerService与Permissions的UML图
注意：如果是系统第一次开机的时候，系统里是没有package.xml的，那么将不会生成package对应的PackageSetting, 在这种情况下，PackageSetting会在扫描apk文件时进行生成.
三、 扫描系统apk文件，解析apk文件
scanDirLI -> scanPackageLI(file, …) ->
pkg = pp.parsePackage(scanFile, parseFlags); //解析apk文件
parseClusterPackage
pkg = parseBaseApk(baseApk, assets, flags);
PackageParser.Package pkg = parseBaseApk(res, …) //解析apk中的AndroidManifest.xml
图3 PackageParser与Permissions的UML图
其中PackageParser.Package代表一个解析出来的apk, 而PackageParser指的是一个解析类，
scanPackageLI(pkg, xxx) -> scanPackageDirtyLI(pkg, …)
该步骤
- 与Permission相关的的操作主要是解析pkg即PackageParser.Package里的字段，将apk相关的信息保存到PackageManagerService里或mSettings里.
- 根据pkg里解析出来的信息生成PackageSetting
pkgSetting = mSettings.getPackageLPw(pkg, …)
PackageSetting p = getPackageLPw(name, …)
//如果系统第一次开机启动，那么从Setting里是拿不到PackageSetting的，这时只能新生成一个，
//并将它通过addPackageSettingLPw加入到mSettings.mPackages里;
//如果不是第一次开机，那么将会直接从Settings.mPackages里取
图4 PackageManagerService 扫描apk后的Permissions的UML图
四、更新permissions.
分为两种情况
- 在读取package.xml的时候已经grant了
- 第一次开机，updatePermissionsLPw 会 grant相应的权限，
updatePermissionsLPw(null, null, updateFlags)->grantPermissionsLPw(pkg, …)
//为每个package grant所请求的permissions
void grantPermissionsLPw(PackageParser.Package pkg, boolean replace, String packageOfInterest) {
final PackageSetting ps = (PackageSetting) pkg.mExtras;
if (ps == null) { return; }
//获得package的PackageSettings
PermissionsState permissionsState = ps.getPermissionsState();
//获得package的PermissionState类
PermissionsState origPermissions = permissionsState;
final int N = pkg.requestedPermissions.size();
for (int i=0; i<N; i++) { //遍历当前所有请求的permissions，即<uses-permission>
final String name = pkg.requestedPermissions.get(i);
//获得permisison name
final BasePermission bp = mSettings.mPermissions.get(name);
//根据permission name获得permission所表示的结构
final int level = bp.protectionLevel & PermissionInfo.PROTECTION_MASK_BASE;
//获得permission的等级
switch (level) {
case PermissionInfo.PROTECTION_NORMAL: {grant = GRANT_INSTALL}
case PermissionInfo.PROTECTION_DANGEROUS: {grant = GRANT_RUNTIME;}
case PermissionInfo.PROTECTION_SIGNATURE: {}
}
switch (grant) {
case GRANT_INSTALL: {
permissionsState.grantInstallPermission(bp)
//为所有用户颁布安装permission，即生成permission对应的PermissionState
//并用PermissionData的mUserStates来track
//其实这里grant install的操作在之前 readLPw就已经执行过了，这里没什么实际用处，主要是对sharedUser 进行一些update ?????
case GRANT_RUNTIME: {
}
}
五、grant默认的runtime 权限
mPackageManagerService.systemReady();
int[] grantPermissionsUserIds = EMPTY_INT_ARRAY;
for (int userId : UserManagerService.getInstance().getUserIds()) {
if (!mSettings.areDefaultRuntimePermissionsGrantedLPr(userId)) {
grantPermissionsUserIds = ArrayUtils.appendInt(
grantPermissionsUserIds, userId);
}
}
// 如果是系统第一次启动，即没有runtime-permissions.xml, 那么系统会进入grant default permission的阶段.
for (int userId : grantPermissionsUserIds) {
mDefaultPermissionPolicy.grantDefaultPermissions(userId);
}
为系统级的app grant默认runtime权限
public void grantDefaultPermissions(int userId) {
grantPermissionsToSysComponentsAndPrivApps(userId);
grantDefaultSystemHandlerPermissions(userId);
}
void grantPermissionsToSysComponentsAndPrivApps(int userId) {
for (PackageParser.Package pkg : mService.mPackages.values()) {
if (!isSysComponentOrPersistentPlatformSignedPrivAppLPr(pkg)
|| !doesPackageSupportRuntimePermissions(pkg)
|| pkg.requestedPermissions.isEmpty()) {
/*
过滤出特定的apk,
1, sdk version >= 23的
2, platform签名
3, persistent privilege App进行 grant runtime权限
*/
continue;
}
Set<String> permissions = new ArraySet<>();
final int permissionCount = pkg.requestedPermissions.size();
for (int i = 0; i < permissionCount; i++) {
String permission = pkg.requestedPermissions.get(i);
BasePermission bp = mService.mSettings.mPermissions.get(permission);
if (bp != null && bp.isRuntime()) {
permissions.add(permission);
}
}
if (!permissions.isEmpty()) {
grantRuntimePermissionsLPw(pkg, permissions, true, userId);
}
void grantRuntimePermissionsLPw(PackageParser.Package pkg, Set<String> permissions, boolean systemFixed, boolean overrideUserChoice, int userId) {
mService.grantRuntimePermission(pkg.packageName, permission, userId);
mService.updatePermissionFlags (permission, pkg.packageName,
newFlags, newFlags, userId);
}
void grantRuntimePermission(String packageName, String name, final int userId) {
int result = permissionsState.grantRuntimePermission(bp, userId);
mOnPermissionChangeListeners.onPermissionsChanged(uid);
mSettings.writeRuntimePermissionsForUserLPr(userId, false);
}
为系统默认的组件grant 默认权限
void grantDefaultSystemHandlerPermissions(int userId) {
// Camera
Intent cameraIntent = new Intent(MediaStore.ACTION_IMAGE_CAPTURE);
PackageParser.Package cameraPackage = getDefaultSystemHandlerActivityPackageLPr(
cameraIntent, userId);
if (cameraPackage != null
&& doesPackageSupportRuntimePermissions(cameraPackage)) {
grantRuntimePermissionsLPw(cameraPackage, CAMERA_PERMISSIONS, userId);
grantRuntimePermissionsLPw(cameraPackage, MICROPHONE_PERMISSIONS, userId);
grantRuntimePermissionsLPw(cameraPackage, STORAGE_PERMISSIONS, userId);
}
//获得默认的camera package,然后grant给该package camera/microhphone/storage权限
//将/vendor/etc/permissions中的package.xml里定义的permissions grant给这个package,
//注意：这个feature是OEM自己加的，不在AOSP里.
grantDefaultPermissionsForProduct(Environment.buildPath(
Environment.getVendorDirectory(), "etc", "permissions"), userId);
}
private void grantDefaultPermissionsForProduct(File path, int userId) {
…
for (File f: path.listFiles()) {
grantDefaultPermissionsFromXml(f, userId);
}
}
图5 PackageManagerService grant Permissions后的UML图
六、 安装时grant install permissions
installPackageAsUser(pm install) -> INIT_COPY -> MCS_BOUND -> startCopy
(InstallParams) -> handleReturnCode -> processPendingInstall -> installPackageLI
void installPackageLI(InstallArgs args, PackageInstalledInfo res) {
PackageParser.Package pkg = pp.parsePackage(tmpPackageFile, parseFlags);
if (replace) {
replacePackageLI(pkg, parseFlags, scanFlags | SCAN_REPLACING, args.user,
installerPackageName, volumeUuid, res);
} else {
installNewPackageLI(pkg, parseFlags, scanFlags | SCAN_DELETE_DATA_ON_FAILURES, args.user, installerPackageName, volumeUuid, res);
}
}
void installNewPackageLI(PackageParser.Package pkg, … ) {
PackageParser.Package newPackage = scanPackageLI(pkg, parseFlags, scanFlags,
System.currentTimeMillis(), user);
updateSettingsLI(newPackage, installerPackageName, volumeUuid, null, null, res, user);
}
//更新Settings
void updateSettingsLI(PackageParser.Package newPackage, …) {
//在这里更新permissions, grant install的权限(包括normal, signature的permission)
updatePermissionsLPw(newPackage.packageName, newPackage,
UPDATE_PERMISSIONS_REPLACE_PKG | (newPackage.permissions.size() > 0
? UPDATE_PERMISSIONS_ALL : 0));
//并写入到packages.xml里
mSettings.writeLPr();
}
七、Shared User ID 的权限
在packages.xml 和 runtime-permissions.xml里有一节是 <shared-user>, 表示的是这个UID所获得的权限，
Eg, android.uid.system的install权限. (来自packages.xml)
<shared-user name="android.uid.system" userId="1000">
<sigs count="1">
<cert index="0" />
</sigs>
<perms>
<item name="android.permission.WRITE_SETTINGS" granted="true" flags="0" />
<item name="android.permission.MODIFY_AUDIO_SETTINGS" granted="true" flags="0" />
<item name="android.permission.INSTALL_LOCATION_PROVIDER" granted="true" flags="0" />
<item name="android.permission.MANAGE_ACCOUNTS" granted="true" flags="0" />
<item name="android.permission.SYSTEM_ALERT_WINDOW" granted="true" flags="0" />
<item name="android.permission.GET_TOP_ACTIVITY_INFO" granted="true" flags="0" />
</shared-user>
android.uid.system的runtime权限. (来自runtime-permissions.xml)
<shared-user name="android.uid.system">
<item name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION" granted="true" flags="30" />
<item name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" granted="true" flags="30" />
<item name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION" granted="true" flags="30" />
<item name="android.permission.CAMERA" granted="true" flags="30" />
<item name="android.permission.GET_ACCOUNTS" granted="true" flags="30" />
<item name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" granted="true" flags="30" />
<item name="android.permission.RECORD_AUDIO" granted="true" flags="30" />
<item name="android.permission.READ_CONTACTS" granted="true" flags="30" />
</shared-user>
在packages.xml或runtime-permissions.xml里会发现如果拥有相同uid的package，它们的grant 权限和UID在shared-user里获得的权限是一样的。（因为拥有相同UID, 且签名一样的话，他们可以彼此访问数据，理所当然应该获得所有的相同的权限）。
Shared userId的类图，如下
图6 sharedUserId与Permissions的UML图
如图6可知， SharedUserSettings继承于SettingBase, 因此也就有PermissionsState 权限状态类，接下来看看android是怎样grant权限给SharedUserSettings的。
在解析每个apk文件后，通过以下代码，将sharedUser与package建立连接了。
mSettings.insertPackageSettingLPw(pkgSetting, pkg); -> addPackageSettingLPw(p, pkg.packageName, p.sharedUser);
p.pkg = pkg;
sharedUser.addPackage(p);
//加入到SharedUserSetting里的packages里，这样就把SharedUserSetting就track了package.
p.sharedUser = sharedUser;
p.appId = sharedUser.userId;
那么代码是如何是保证拥有一样的UID具有相同的权限呢？所有的install, signature, dangeous权限都是由该函数grant的，
void grantPermissionsLPw(PackageParser.Package pkg, boolean replace,
String packageOfInterest) {
PermissionsState permissionsState = ps.getPermissionsState();
}
public PermissionsState getPermissionsState() {
return (sharedUser != null)
? sharedUser.getPermissionsState()
: super.getPermissionsState();
}
由 getPermissionsState可以看出，在获得 PermissionsState的时候先找sharedUser，即Shared User Id的PermissionsState, 如果没有设置shared uid才用package自己的，所以可以看出来， UID的PermissionsState是所有在AndroidManifest.xml设置了sharedUserId里的permission的一个合集，且他们permission也是一样的。
八、 结论
- 系统自定义的权限以及一直feature, 可以直接定义在xml(/etc/permissions下面)配置文件里.
- 一个apk在安装的时候已经将非运行时权限直接grant给设备上所有的用户，而运行时权限是跟权限直接相关的.
- 一个apk可以申请permission, 即用<uses-permission />表示，也可以自定义权限，如systemserver相关的权限大多是在 framework-res.apk里定义的。
- 具体相同的sharedUserId的package拥有相同的permission, 代码中使用的是Shared UID的permissions, 且该permissions是所有sharedUserId的合集。
