前言

怎样应对Andriod面试官 -> 怎样 Hook Activity 的发动流程？

本章继续解说 AMS 相关的知识点，怎样 Hook Activity 的发动流程；

attach

咱们这样直接从 attach 入口讲起

private void attach(boolean system, long startSeq) {
    // 省掉部分代码
    // AMS
    final IActivityManager mgr = ActivityManager.getService();
    try {
        // 这儿直接调用到了 AMS 的 attachApplication 办法；
        mgr.attachApplication(mAppThread, startSeq);
    } catch (RemoteException ex) {
        throw ex.rethrowFromSystemServer();
    } 
}

attach 中直接调用到了 AMS 的 attachApplication 办法，咱们进入这个办法看下：

public final void attachApplication(IApplicationThread thread, long startSeq) {
    if (thread == null) {
        throw new SecurityException("Invalid application interface");
    }
    synchronized (this) {
        // 获取调用端的 pid
        int callingPid = Binder.getCallingPid();
        // 获取调用端的 uid
        final int callingUid = Binder.getCallingUid();
        // 把 pid/uid 设置成 AMS 的
        final long origId = Binder.clearCallingIdentity();
        // 
        attachApplicationLocked(thread, callingPid, callingUid, startSeq);
        // 恢复为 app 的
        Binder.restoreCallingIdentity(origId);
    }
}

这儿有一个比较要害的点便是：把 binder 的 id 设置成 AMS 的，这样做是为了权限验证；Binder.clearCallingIdentity() 终究调用到 IPCThreadState.cpp 中的同名办法，咱们进入这个 cpp 文件的同名办法看下：


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

这儿调用了 clearCaller 函数，咱们进入这个函数看下：

// 清空远程调用端的uid和pid，用当前本地进程的uid和pid代替
void IPCThreadState::clearCaller() { 
    mCallingPid = getpid(); 
    mCallingUid = getuid(); 
}

restoreCallingIdentity 也是调用的同名办法；

// 从token中解分出pid和uid，并赋值给相应变量，该办法正好是clearCallingIdentity的相反过程
void IPCThreadState::restoreCallingIdentity(int64_t token) { 
    mCallingUid = (int)(token>>32); 
    mCallingPid = (int)token; 
}

AndroidManifest.xml 中的 Activity 是在哪里注册的？

咱们在发动一个 Activity 的时分，假如没有在 AndroidManifest 中进行注册的话，就会抛出一段反常，那么 AndroidManifest.xml 中的 Activity 是在哪里注册的呢？

咱们直接进入发动 Activity 的代码中看下：

public ActivityResult execStartActivity(
    Context who, IBinder contextThread, IBinder token, String target,
    Intent intent, int requestCode, Bundle options) {
    // 省掉部分代码
    // 调用 AMS 的 startActivity 办法并获取一个放回成果，然后检测这个成果
    int result = ActivityTaskManager.getService().startActivity(whoThread,
            who.getOpPackageName(), who.getAttributionTag(), intent,
            intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()), token, target,
            requestCode, 0, null, options);
    checkStartActivityResult(result, intent);
}

这儿调用 AMS 的 startActivity 办法并获取一个回来成果，然后检测这个成果；

public static void checkStartActivityResult(int res, Object intent) {
    if (!ActivityManager.isStartResultFatalError(res)) {
        return;
    }
    switch (res) {
        case ActivityManager.START_INTENT_NOT_RESOLVED:
        case ActivityManager.START_CLASS_NOT_FOUND:
            if (intent instanceof Intent && ((Intent)intent).getComponent() != null)
                throw new ActivityNotFoundException(
                        "Unable to find explicit activity class "
                        + ((Intent)intent).getComponent().toShortString()
                        + "; have you declared this activity in your AndroidManifest.xml?");
            throw new ActivityNotFoundException(
                    "No Activity found to handle " + intent);
     }
}

能够看到，在这个检测成果办法中，抛出了 Activity 未注册的反常，到这儿，咱们的报错点找到了；

咱们接着来看下发动流程中是在哪里回来的 result 的，根据上一章节的发动流程介绍，咱们很简单找到在 ActivityStarter 的 executeRequest 办法中回来了一个 result；

private int executeRequest(Request request) {
    // 省掉部分代码
    // 能够看到 error 的初始值为 SUCCESS，默认初始化成功，咱们接着往下看 err 的赋值的当地
    int err = ActivityManager.START_SUCCESS;
    // 权限拒绝的时分回来的 err 信息；
    if (caller != null) {
        callerApp = mService.getProcessController(caller);
        if (callerApp != null) {
            callingPid = callerApp.getPid();
            callingUid = callerApp.mInfo.uid;
        } else {
            // 权限拒绝回来 PERMISSION_DENIED
            err = ActivityManager.START_PERMISSION_DENIED;
        }
    }
    // 从 Intent 中无法找到相应的 Component
    if (err == ActivityManager.START_SUCCESS && intent.getComponent() == null) {
        err = ActivityManager.START_INTENT_NOT_RESOLVED;
    }
    // 从 Intent 中无法找到相应的 ActivityInfo
    if (err == ActivityManager.START_SUCCESS && aInfo == null) {
        // We couldn't find the specific class specified in the Intent.
        // Also the end of the line.
        err = ActivityManager.START_CLASS_NOT_FOUND;
    }
}

到这儿的时分，咱们就找到前面说的反常抛出的原因，是因为 aInfo == null，那么这个 aInfo 是怎样赋值的呢？它又是因为什么原因是 null 呢？咱们接着往回看；

private int executeRequest(Request request) {
    // 是从 request 的 activityInfo 获取的，这个 request 是传递进来的，咱们接着往上一层看
    ActivityInfo aInfo = request.activityInfo;
}

是从 request 的 activityInfo 获取的，这个 request 是传递进来的，咱们接着往上一层看;

int execute() {
    // 解析 activityInfo 
    if (mRequest.activityInfo == null) {
        mRequest.resolveActivity(mSupervisor);
    }
}

能够看到在 execute 中会履行 activityInfo 的解析逻辑，咱们进入这个办法看下它在什么情况下会回来 null；

void resolveActivity(ActivityTaskSupervisor supervisor) {
    // 假如 rInfo 不为 null 则获取 rInfo 的 activityInfo 赋值给 aInfo 并回来；
    final ActivityInfo aInfo = rInfo != null ? rInfo.activityInfo : null;
}

假如 rInfo 不为 null 则获取 rInfo 的 activityInfo 赋值给 aInfo 并回来；那么这个 rInfo 的 activityInfo 是什么情况在为空的呢？这个 rInfo 又是在哪里赋值并传递进来的呢？咱们接着回来看；

void resolveActivity(ActivityTaskSupervisor supervisor) {
    // 省掉部分代码
    // 在这儿获取 rInfo
    resolveInfo = supervisor.resolveIntent(intent, resolvedType, userId,
        0 /* matchFlags */,
        computeResolveFilterUid(callingUid, realCallingUid, filterCallingUid));
}

经过 resolveIntent 获取 rInfo，咱们进入这个 resolveIntent 办法看下；

ResolveInfo resolveIntent(Intent intent, String resolvedType, int userId, int flags,
        int filterCallingUid) {
    // 省掉部分代码
    // 回来 ResolveInfo
    try {
        return mService.getPackageManagerInternalLocked().resolveIntent(
                intent, resolvedType, modifiedFlags, privateResolveFlags, userId, true,
                filterCallingUid);
    } finally {
        Binder.restoreCallingIdentity(token);
    }
}

这儿又回到了 AMS 中的 resolveIntent 办法，咱们进入这个办法看下；

PackageManagerInternal getPackageManagerInternalLocked() {
    if (mPmInternal == null) {
        mPmInternal = LocalServices.getService(PackageManagerInternal.class);
    }
    return mPmInternal;
}

这儿是先获取 PackageManagerInternal 然后调用其 resolveIntent 办法，这个 PackageManagerInternal 是一个笼统类，resolveIntent 是一个笼统办法，咱们需求进入 PackageManagerInternal 的完成类看下，它的详细完成便是 PackageManagerService，咱们进入它的 resolveIntent 办法看下，它终究调用的是 resolveIntentInternal；

private ResolveInfo resolveIntentInternal(Intent intent, String resolvedType, int flags,
        @PrivateResolveFlags int privateResolveFlags, int userId, boolean resolveForStart,
        int filterCallingUid) {
    // 省掉部分代码
    // 获取 ResolveInfo 并回来
    final ResolveInfo bestChoice =
        chooseBestActivity(
                intent, resolvedType, flags, privateResolveFlags, query, userId,
                queryMayBeFiltered);
}

经过调用 chooseBestActivity 获取 ResolveInfo 并回来，咱们进入这个办法看下；

private ResolveInfo chooseBestActivity(Intent intent, String resolvedType,
        int flags, int privateResolveFlags, List<ResolveInfo> query, int userId,
        boolean queryMayBeFiltered) {
    // 省掉部分的代码
    // 获取 ResolveInfo，假如不为空，直接回来
    ResolveInfo ri = findPreferredActivityNotLocked(intent, resolvedType,
        flags, query, r0.priority, true, false, debug, userId, queryMayBeFiltered);
    if (ri != null) {
        return ri;
    }
}

咱们接着进入这个 findPreferredActivityNotLocked 办法看下；

ResolveInfo findPreferredActivityNotLocked(Intent intent, String resolvedType, int flags,
        List<ResolveInfo> query, int priority, boolean always,
        boolean removeMatches, boolean debug, int userId, boolean queryMayBeFiltered) {
    // 省掉部分代码
    // 这儿首要是获取 ActivityInfo
    final ActivityInfo ai = getActivityInfo(
        pa.mPref.mComponent, flags | MATCH_DISABLED_COMPONENTS
                | MATCH_DIRECT_BOOT_AWARE | MATCH_DIRECT_BOOT_UNAWARE,
        userId);
}

findPreferredActivityNotLocked 首要是为了获取 ActivityInfo 并将 ActivityInfo 赋值给 ResolveInfo 的 resolveInfo；

public final ActivityInfo getActivityInfo(ComponentName component, int flags, int userId) {
    return getActivityInfoInternal(component, flags, Binder.getCallingUid(), userId);
}

public final ActivityInfo getActivityInfoInternal(ComponentName component, int flags,
        int filterCallingUid, int userId) {
    // 省掉部分代码
    return getActivityInfoInternalBody(component, flags, filterCallingUid, userId);
}

protected ActivityInfo getActivityInfoInternalBody(ComponentName component, int flags,
        int filterCallingUid, int userId) {
    ParsedActivity a = mComponentResolver.getActivity(component);
    if (DEBUG_PACKAGE_INFO) Log.v(TAG, "getActivityInfo " + component + ": " + a);
    AndroidPackage pkg = a == null ? null : mPackages.get(a.getPackageName());
    if (pkg != null && mSettings.isEnabledAndMatchLPr(pkg, a, flags, userId)) {
        PackageSetting ps = mSettings.getPackageLPr(component.getPackageName());
        if (ps == null) return null;
        if (shouldFilterApplicationLocked(
                ps, filterCallingUid, component, TYPE_ACTIVITY, userId)) {
            return null;
        }
        return PackageInfoUtils.generateActivityInfo(pkg,
                a, flags, ps.readUserState(userId), userId, ps);
    }
    if (resolveComponentName().equals(component)) {
        return PackageParser.generateActivityInfo(
                mResolveActivity, flags, new PackageUserState(), userId);
    }
    return null;
}

能够看到往下的逻辑，便是解析 AndroidManifest.xml 文件来获取对应的方针 Activity 信息并回来，假如解析不到，则抛出相应的反常，关于解析 AndroidManifest.xml 会在 PackageManagerService 的解说中要点解说；

Hook Activity

Hook Activity 本质便是绕过 AMS 的检查，能够发动咱们并没有在 AndroidManifest 中声明的 Activity；

本章只是解说下 Hook 的原理，详细实战能够关注我的后续文章，后边在插件化实战的时分，会详细完成 Hook AMS；

在 startActivity 的时分，会和 AMS 通信，经过 AMS 的验证之后，回来 app 所在进程，经过 Instrumention 创立方针 Activity，AMS 操控 Instrumention 履行 Activity 的生命周期；

也就说，咱们不能传递真实的 Activity 给 AMS，咱们需求传递一个假的(也便是在 AndroidManifest 中注册的 Activity)，当 AMS 验证经过并回来到 app 的时分，咱们需求再替换回方针 Activity 来完成，方针 Activity 的发动；

咱们需求寻觅至少两个 Hook 点；

startActivity 的时分，将方针 Activity 替换成假的 Activity；
AMS 验证经过之后，再替换回去；

整体的发动流程如上图，咱们需求在这几个流程中找到比较简单 hook 的点；

找 hook 点，咱们一般找 public static 的，这样比较简单反射修正；

从图中以及结合咱们前面讲的发动流程，

Instrumentation 是一个 hook 点（滴滴 VirtualAPK 开源结构计划）；
IActivityManager 是一个 hook 点(360 DroidPlugin 开源结构计划)；

这儿我贴了一下 360 的详细完成计划(仅 Hook IActivityManager 的当地)

public static void hookIActivityTaskManager(){
    try{
        Field singletonField = null;
        // 这儿要适配不同的体系版别，后边插件化的时分会详细解说
        Class<?> actvityManager = Class.forName("android.app.ActivityTaskManager");
        singletonField = actvityManager.getDeclaredField("IActivityTaskManagerSingleton");
        singletonField.setAccessible(true);
        Object singleton = singletonField.get(null);
        // 拿IActivityManager目标
        Class<?> singletonClass = Class.forName("android.util.Singleton");
        Field mInstanceField = singletonClass.getDeclaredField("mInstance");
        mInstanceField.setAccessible(true);
        // 原始的IActivityTaskManager
        final Object IActivityTaskManager = mInstanceField.get(singleton);
        Object proxy = Proxy.newProxyInstance(Thread.currentThread().getContextClassLoader()
                , new Class[]{Class.forName("android.app.IActivityTaskManager")}
                , new InvocationHandler() {
                    @Override
                    public Object invoke(final Object proxy, final Method method, final Object[] args) throws Throwable {
                        Intent raw = null;
                        int index = -1;
                        if ("startActivity".equals(method.getName())) {
                            for (int i = 0; i < args.length; i++) {
                                if(args[i] instanceof  Intent){
                                    raw = (Intent)args[i];
                                    index = i;
                                }
                            }
                            // 代替的Intent
                            Intent newIntent = new Intent();
                            newIntent.setComponent(new ComponentName("com.example.hook", StubActivity.class.getName()));
                            newIntent.putExtra(EXTRA_TARGET_INTENT,raw);
                            args[index] = newIntent;
                        }
                        return method.invoke(IActivityTaskManager, args);
                    }
                });
        mInstanceField.set(singleton, proxy);
    } catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    }
}

AMS 验证之前的 Hook，接下来是 AMS 验证之后的 Hook;

public static void hookHandler() {
    try {
        // 这儿要适配不同的体系版别，后边插件化的时分会详细解说
        Class<?> atClass = Class.forName("android.app.ActivityThread");
        Field sCurrentActivityThreadField = atClass.getDeclaredField("sCurrentActivityThread");
        sCurrentActivityThreadField.setAccessible(true);
        Object sCurrentActivityThread = sCurrentActivityThreadField.get(null);
        // ActivityThread 一个app进程 只有一个，获取它的mH
        Field mHField = atClass.getDeclaredField("mH");
        mHField.setAccessible(true);
        final Handler mH = (Handler) mHField.get(sCurrentActivityThread);
        //获取mCallback
        Field mCallbackField = Handler.class.getDeclaredField("mCallback");
        mCallbackField.setAccessible(true);
        mCallbackField.set(mH, new Handler.Callback() {
            @Override
            public boolean handleMessage(Message msg) {
                switch (msg.what) {
                    case 100: {
                    }
                    break;
                    case 159: {
                        Object obj = msg.obj;
                        Log.i(TAG, "handleMessage: obj=" + obj);
                        try {
                            Field mActivityCallbacksField = obj.getClass().getDeclaredField("mActivityCallbacks");
                            mActivityCallbacksField.setAccessible(true);
                            List mActivityCallbacks = (List) mActivityCallbacksField.get(obj);
                            if (mActivityCallbacks.size() > 0) {
                                Log.i(TAG, "handleMessage: size= " + mActivityCallbacks.size());
                                String className = "android.app.servertransaction.LaunchActivityItem";
                                if (mActivityCallbacks.get(0).getClass().getCanonicalName().equals(className)) {
                                    Object object = mActivityCallbacks.get(0);
                                    Field intentField = object.getClass().getDeclaredField("mIntent");
                                    intentField.setAccessible(true);
                                    Intent intent = (Intent) intentField.get(object);
                                    Intent targetIntent = intent.getParcelableExtra(EXTRA_TARGET_INTENT);
                                    intent.setComponent(targetIntent.getComponent());
                                }
                            }
                        } catch (Exception e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    break;
                }
                mH.handleMessage(msg);
                return true;
            }
        });
    } catch (Exception e) {
        Log.e(TAG, "hookHandler: " + e.getMessage());
        e.printStackTrace();
    }
}

没有贴上不同体系版别的兼容处理，感兴趣的，能够自己查看不同版别的详细完成，从而针对性的进行修正适配；

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PackageManagerService

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