Android源码的Binder权限是如何控制的？

2020-07-14 本文已影响0人码农小陈

提问

最近在看Android系统源码，发现在源码中有大量的方法内有Binder.clearCallingIdentity和.Binder.restoreCallingIdentity()，并且成对出现。查资料说，大家都说是用于权限控制，不是很明白具体原理，有大牛能详细解释下吗？

一、源码分析

（1）clearCallingIdentity方法，最终调用如下：

int64_t IPCThreadState::clearCallingIdentity()
{
    int64_t token = ((int64_t)mCallingUid<<32) | mCallingPid;
    clearCaller();
    return token;
}

void IPCThreadState::clearCaller()
{
    mCallingPid = getpid(); //当前进程pid赋值给mCallingPid
    mCallingUid = getuid(); //当前进程uid赋值给mCallingUid
}

mCallingUid(记为UID)，保存Binder IPC通信的调用方进程的Uid；
mCallingPid(记为PID)，保存Binder IPC通信的调用方进程的Pid；

UID和PID是IPCThreadState的成员变量，都是32位的int型数据，通过移位操作，将UID和PID的信息保存到token，其中高32位保存UID，低32位保存PID。然后调用clearCaller()方法将当前本地进程pid和uid分别赋值给PID和UID，最后返回token。

一句话总结：clearCallingIdentity作用是清空远程调用端的uid和pid，用当前本地进程的uid和pid替代；

（2）restoreCallingIdentity方法，最终调用如下：

void IPCThreadState::restoreCallingIdentity(int64_t token)
{
    mCallingUid = (int)(token>>32);
    mCallingPid = (int)token;
}

从token中解析出PID和UID，并赋值给相应的变量。该方法正好是clearCallingIdentity的反过程。

一句话总结：restoreCallingIdentity作用是恢复远程调用端的uid和pid信息，正好是clearCallingIdentity的反过程;

到此，应该明白了从代码角度是如何实现的。

（3）源码示例

上述过程主要在system_server进程的各个线程中比较常见（普通的app应用很少出现），比如system_server进程中的ActivityManagerService子线程，代码如下：

[–>ActivityManagerService.java]

@Override
public final void attachApplication(IApplicationThread thread) {
    synchronized (this) {
        //获取远程Binder调用端的pid
        int callingPid = Binder.getCallingPid();
        //清除远程Binder调用端uid和pid信息，并保存到origId变量
        final long origId = Binder.clearCallingIdentity();
        attachApplicationLocked(thread, callingPid);
        //通过origId变量，还原远程Binder调用端的uid和pid信息
        Binder.restoreCallingIdentity(origId);
    }
}

文章startService中有讲到attachApplication()的调用。该方法一般是system_server进程的子线程调用远程进程时使用，而attachApplicationLocked方法则是在同一个线程中，故需要在调用该方法前清空远程调用者的uid和pid，调用结束后恢复远程调用者的uid和pid。

二、场景分析

场景1：首先线程A通过Binder远程调用线程B，然后线程B通过Binder调用当前线程的另一个service或者activity之类的组件

分析：

线程A通过Binder远程调用线程B：则线程B的IPCThreadState中的mCallingUid和mCallingPid保存的就是线程A的UID和PID。这时在线程B中调用Binder.getCallingPid()和Binder.getCallingUid()方法便可获取线程A的UID和PID，然后利用UID和PID进行权限比对，判断线程A是否有权限调用线程B的某个方法。
线程B通过Binder调用当前线程的某个组件：此时线程B是线程B某个组件的调用端，则mCallingUid和mCallingPid应该保存当前线程B的PID和UID，故需要调用clearCallingIdentity()方法完成这个功能。当线程B调用完某个组件，由于线程B仍然处于线程A的被调用端，因此mCallingUid和mCallingPid需要恢复成线程A的UID和PID，这是调用restoreCallingIdentity()即可完成。

一句话：图中过程2（调用组件2开始之前）执行clearCallingIdentity()，过程3（调用组件2结束之后）执行restoreCallingIdentity()。

二、类比分析

看完场景分析，估计还有不少朋友感到迷惑，为何需要这两个方法来多此一举，直接检测最初调用端的权限不就行了吗？为了更加形象明了地说明其用途，下面用一个生活中的场景来类比说明。

场景：假如你的朋友请你帮忙，给她(他)到你的公司以内部价购买公司的某个产品。

分析：这个过程分为两个阶段

第一阶段：你的朋友请你帮忙的过程，这个过程并不一定所有朋友都会帮的，这时就需要一个权限检测，那么在你的朋友”远程调用”你执行任务时，你会记录他的”Identity”信息（比如是性别），有了信息那么就可以权限检测，不妨令权限规则是如果这个朋友是女性则答应帮忙，否则就认定权限不够拒绝执行（可能黑客会想到先去一趟泰国，权限控制可能相应需要打补丁了），若答应帮忙则进入第二阶段，否则直接返回。
第二阶段：你向自己所在公司的相关部门内购产品的过程，这个过程也并不是所有人都能权限能够内购的，只有自己公司的员工才行，否则你的朋友也不会找你帮忙了。这个过程同样需要权限检测，但是”Identity”保存的是性别女的信息，公司内购产品如果也以性别来判断，那岂不是公司的所有男员工没有权限内购，那这公司就有点太坑了，这明显不符合实情。 clearCallingIdentity()是时候该登场了，在第二阶段开始之前，先执行clearCallingIdentity()过程，也就是把”Identity”信息清空，替换为你的信息（比如员工编码ITCode之类的），那公司相关部门通过ITCode就可以直接判断是否允许内购某产品。当第二阶段完成后，也就是你已经购买到了公司产品，这时你需要将产品交付给你的朋友，需要restoreCallingIdentity，恢复”Identity”为女的信息，这样就该顺便交付给你的女朋友。如果不恢复信息，还是原来的ITCode，你交付的朋友可能是男的，另有其人，这样就不科学了。

相信到此，大都能明白这两个方法的作用，缺一不可，而且要成对出现。

作者：Gityuan
链接：https://www.zhihu.com/question/41003297/answer/89328987

Android源码的Binder权限是如何控制的？

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