安卓逆向-NDK开发基础

NDK开发基础

1. 基础

1.1 指定平台

• 编译apk时可以指定编译哪些平台的so，在app下的build.gradle里配置 ndk 即可，默认不写则是四个平台都编译；

defaultConfig {
    applicationId "com.example.devicecheckfinger"
    minSdk 22
    targetSdk 34
    versionCode 1
    versionName "1.0"
    ndk{
        abiFilters 'armeabi-v7a', 'arm64-v8a'
    }
    testInstrumentationRunner "androidx.test.runner.AndroidJUnitRunner"
}

1.2 可选平台

• 查看自己的cpu支持哪些平台，可以使用Build下的一个api，如下：

Log.d("sana abi support", Arrays.toString(Build.SUPPORTED_ABIS));
// [arm64-v8a, armeabi-v7a, armeabi]

2. jni相关

• 首先，JNI是Java Native Interface缩写，JNI提供了一套标准API，允许Java代码与本地编译语言（如C/C++）交互；

  • Java调用本地代码：通过native关键字声明方法，由C/C++实现具体逻辑。
  • 本地代码调用Java：C/C++可通过JNI访问Java对象、调用Java方法；
• 实际上ndk与jni是一回事，写的代码是c或者c++，而不是java的代码了；

• 在生成的示例文件中，可以发现有些函数前会有 extern "C" 字样，他是什么意思？

  • extern "C"是为了解决C++ 的重载特性，会出现名称粉碎这个特性，C++编译器会把void foo(int)编译为类似_foo_int的符号，而C编译器只会生成 _foo ，若 C++ 直接调用 C 函数，会因符号名不匹配导致链接错误，这么写就是为了消除这种特性；

• 众所周知，jni函数前两个参数都是固定的，第一个为jnienv，第二个则是jclass或者jobject，第二个参数分别是如下情况：

  • jclass对应的java方法是静态方法，有static修饰符；
  • jobject对应的java方法则是实例方法；
• JVM虚拟机：JVM是Java虚拟机的简称，是Java字节码的运行环境，JVM标准实现是栈架构虚拟机，执行class文件，采用JIT即时编译，运行时效率不高；
• ART虚拟机：ART是Android Runtime，是Android系统上的运行环境，ART处理的是dex字节码文件格式；Android早期确实使用JVM（具体是Dalvik虚拟机）来运行应用，但Dalvik采用JIT即时编译，运行时效率不高；2014年安卓4.4开始引入ART作为实验选项，5.0后全面取代Dalvik；ART最大的改变是采用AOT预先编译技术，把字节码提前编译成本地机器码；
• so加载主要会执行的几个函数：首先是init、init_array、Jni_OnLoad；

3. java反射

资料：https://www.jianshu.com/p/9be58ee20dee
https://www.runoob.com/java/java-reflection.html

3.1 基本概念

• 在Android开发中，反射（Reflection） 是Java语言的核心特性之一，它允许程序在运行时动态加载类、查看类的信息（比如类名、方法、字段、构造器等）、动态调用对象的方法、动态访问或修改对象的字段；
• 或者说：JAVA反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射机制；

3.2 重要api

• 与Java反射相关的类如下：

• Class代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口，在这个类中提供了很多有用的方法，这里对他们简单的分类介绍；
• 获得类相关的方法：

• 获得类中属性相关的方法：

• 获得类中注解相关的方法：

• 获得类中构造器相关的方法：

• 获得类中方法相关的方法：

• 类中其他重要的方法：

• Field代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性）：

• Methond代表类的方法:

• Constructor代表类的构造方法:

• setAccessible方法，用于获得权限，是一个很重要的点；

4. 基础开发

• 目标：读写SD卡文件；创建项目后需要先在静态资源里申请权限，这里分别是sd卡的读、写、操作权限：

<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />
<uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" />
<uses-permission android:name="android.permission.MANAGE_EXTERNAL_STORAGE" />

• 读取sd卡的文件内容：

extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_sana_kanxuendk_MainActivity_readSDcardFile(JNIEnv *env, jobject thiz, jstring path) {

    jstring jstring_ret = env->NewStringUTF("null");
    char * tmp = (char *)env->GetStringUTFChars(jstring_ret, 0);

    char* filePath = (char*)env->GetStringUTFChars(path, 0);
    FILE *fp;
    fp = fopen(filePath, "r");
    if (fp == NULL){
        LOGI("fp == NULL, %s", filePath);
        return jstring_ret;
    }

    char buff[1024];
    while (fgets(buff, 1024, fp) != NULL){
        LOGI("fgets :%s", buff);
    }

    env->ReleaseStringChars(jstring_ret, reinterpret_cast<const jchar *>(tmp));
    jstring_ret = env->NewStringUTF(buff);
    return jstring_ret;

}

• 目标：练习反射，Student类如下：

package com.sana.kanxuendk;

import android.util.Log;

public class Student {
    private String studentName;
    private int studentAge = 22;

    public Student(String studentName, int studentAge) {
        this.studentName = studentName;
        this.studentAge = studentAge;
    }

    public Student(String studentName) {
        this.studentName = studentName;
    }

    public String study(int flag) {
        Log.i("sanaTag", "name:" + studentName + ",age:" + studentAge + ",flag:" + flag);
        getAge();
        return "studyRet";
    }

    public static int calcLength(String param) {
        return param.length();
    }

    private int getAge() {
        return studentAge;
    }
}

• getDeclaredMethods：获得该类所有方法，但不包含构造方法：

public static void func_reflection(){
    Class clz = null;
    try {
        // 获取该类
        clz = Class.forName("com.sana.kanxuendk.Student");
        // getDeclaredMethods 获取该类的所有方法 但不包括构造方法
        Method[] declaredMethods = clz.getDeclaredMethods();
        for (Method method : declaredMethods) {
            Log.d("sanaTag", "method:" + method.getName());
            Log.d("sanaTag", "method getReturnType:" + method.getReturnType().getSimpleName());
        }
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
}

• getDeclaredConstructors：获取该类所有构造方法：

// 获取该类所有构造方法
Constructor[] declaredConstructors = clz.getDeclaredConstructors();
for (Constructor constructor : declaredConstructors) {
    Log.d("sanaTag", "constructor:" + constructor.getName());
    Log.d("sanaTag", "constructor toGenericString:" + constructor.toGenericString());
}

• 调用方法：

public static void func_reflection2() {
    // 获取类
    Class clz = Student.class;
    try {
        // 获取方法
        Method method_study = clz.getMethod("study", new Class[]{int.class});
        // 获取构造方法
        Constructor constructor = clz.getConstructor(new Class[]{String.class, int.class});
        // 实例化
        Student student = (Student) constructor.newInstance("xiayutian", 23);
        // 调用方法
        String res = (String) method_study.invoke(student, new Object[]{666});
        Log.d("sanaTag", "func_reflection2 res:" + res);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

• 调用private方法getAge：

public static void func_reflection3() {
    Class clz = one.getClass();
    try {
        // Method method_getAge = clz.getMethod("getAge", new Class[]{});
        Method method_getAge = clz.getDeclaredMethod("getAge");
        // 设置权限
        method_getAge.setAccessible(true);
        int age = (int) method_getAge.invoke(one, new Object[]{});
        Log.d("sanaTag", "func_reflection3 age:" + age);

    }catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

5. NDK反射

• NDK 通过 JNI 提供以下关键函数实现反射：

  • FindClass()：获取 Java 类对象（如 jclass cls = env->FindClass("com/example/MyClass");）；
  • GetMethodID() / GetFieldID()：获取方法或字段 ID（需指定方法名、签名和返回值类型）；
  • Call<Type>Method() / Get<Type>Field()：通过 ID 调用方法或读写字段；
• 实例1：调用study方法；

extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_sana_kanxuendk_MainActivity_callJavaMethod(JNIEnv *env, jobject thiz, jobject student) {
    // 找到类 与下一句 FindClass 同等
    jclass jclazz_student = env->GetObjectClass(student);
    jclass jclazz_student2 = env->FindClass("com/sana/kanxuendk/Student");
    // 获取方法id ndk层面的获取方法 通过id去调用
    jmethodID jmethod_study = env->GetMethodID(jclazz_student, "study", "(I)Ljava/lang/String;");
    int flag = 34;
    // 调用 jmethod_study 方法
    jobject jstring_ret = env->CallObjectMethod(student, jmethod_study, flag);
    char * tmp = (char *)env->GetStringUTFChars((jstring)jstring_ret, 0);
    LOGI("jstring_ret : %s", tmp);
    return flag;
}

• 实例2：调用static方法calcLength：

extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_sana_kanxuendk_MainActivity_callJavaMethod2(JNIEnv *env, jobject thiz) {
    jclass jclazz_student2 = env->FindClass("com/sana/kanxuendk/Student");
    jmethodID jmethod_study = env->GetStaticMethodID(jclazz_student2, "calcLength", "(Ljava/lang/String;)I");
    jstring jstring_name = env->NewStringUTF("sana");
    int length = env->CallStaticIntMethod(jclazz_student2, jmethod_study, jstring_name);
    LOGI("sana length : %d", length);
    return length;
}