Android安全–DexClassLoader动态加载分析

看到原来有把原始的dex文件加密保存，然后解密后使用DexClassLoader加载文件的方法，就来分析下DexClassLoader的加载流程：

源码地址：http://androidxref.com/4.4_r1/xref/libcore/dalvik/src/main/java/dalvik/system/DexClassLoader.java

该class加载器是加载包含classes.dex文件的jar文件或者apk文件，需要一个应用私有的，可写的目录去缓存优化的classes。可以用使用File dexoutputDir = context.getDir(“dex”,0);创建一个这样的目录，不要使用外部缓存，以保护你的应用被代码注入。

构造方法如下：

public class DexClassLoader extends BaseDexClassLoader {
下面这段注释详细地说明了这个构造函数中各个参数地意义，不作阐述了，希望大家能够认真阅读，思考；

public DexClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory,
String libraryPath, ClassLoader parent) {
super(dexPath, new File(optimizedDirectory), libraryPath, parent);
}
}

dexpath为jar或apk文件目录。

optimizedDirectory为优化dex缓存目录。

libraryPath包含native lib的目录路径。

parent父类加载器。

然后执行的是父类的构造函数：

super(dexPath, new File(optimizedDirectory), libraryPath, parent);

BaseDexClassLoader 的构造函数如下：

public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory,
 String libraryPath, ClassLoader parent) {
super(parent);
this.pathList = new DexPathList(this, dexPath, libraryPath, optimizedDirectory);
}

第一句调用的还是父类的构造函数，也就是ClassLoader的构造函数：

protected ClassLoader(ClassLoader parentLoader) {
this(parentLoader, false);
}
/*
* constructor for the BootClassLoader which needs parent to be null.
*/
ClassLoader(ClassLoader parentLoader, boolean nullAllowed) {
  if (parentLoader == null && !nullAllowed) {
throw new NullPointerException(“parentLoader == null && !nullAllowed”);
 }
 parent = parentLoader;
}

该构造函数把传进来的父类加载器赋给了私有变量parent。

再来看

this.pathList = new DexPathList(this, dexPath, libraryPath, optimizedDirectory);

pathList为该类的私有成员变量，类型为DexPathList，进去DexPathList函数：

public DexPathList(ClassLoader definingContext, String dexPath,
String libraryPath, File optimizedDirectory) {
………..    
this.dexElements = makeDexElements(splitDexPath(dexPath), optimizedDirectory,
  suppressedExceptions);
………..
}

前面是一些对于传入参数的验证，然后调用了makeDexElements。

private static Element[] makeDexElements(ArrayList<File> files, File optimizedDirectory,
ArrayList<IOException> suppressedExceptions) {
ArrayList<Element> elements = new ArrayList<Element>();
for (File file : files) {
File zip = null;
DexFile dex = null;
String name = file.getName();

if (name.endsWith(DEX_SUFFIX)) {               //dex文件处理
// Raw dex file (not inside a zip/jar).
try {
dex = loadDexFile(file, optimizedDirectory);
} catch (IOException ex) {
System.logE(“Unable to load dex file: ” + file, ex);
}
} else if (name.endsWith(APK_SUFFIX) || name.endsWith(JAR_SUFFIX)
|| name.endsWith(ZIP_SUFFIX)) {   //apk，jar，zip文件处理
zip = file;

try {
dex = loadDexFile(file, optimizedDirectory);
} catch (IOException suppressed) {
suppressedExceptions.add(suppressed);
}
} else if (file.isDirectory()) {
elements.add(new Element(file, true, null, null));
} else {
System.logW(“Unknown file type for: ” + file);
}

if ((zip != null) || (dex != null)) {
elements.add(new Element(file, false, zip, dex));
}
}

return elements.toArray(new Element[elements.size()]);
}
}

不管是dex文件，还是apk文件最终加载的都是loadDexFile，跟进这个函数：

private static DexFile loadDexFile(File file, File optimizedDirectory)
throws IOException {
if (optimizedDirectory == null) {
return new DexFile(file);
} else {
String optimizedPath = optimizedPathFor(file, optimizedDirectory);
return DexFile.loadDex(file.getPath(), optimizedPath, 0);
}
}

如果optimizedDirectory为null就会调用openDexFile(fileName, null, 0);加载文件。

否则调用DexFile.loadDex(file.getPath(), optimizedPath, 0);

而这个函数也只是直接调用new DexFile(sourcePathName, outputPathName, flags);

里面调用的也是openDexFile(sourceName, outputName, flags);

所以最后都是调用openDexFile，跟进这个函数：

private static int openDexFile(String sourceName, String outputName,
int flags) throws IOException {
return openDexFileNative(new File(sourceName).getCanonicalPath(),
(outputName == null) ? null : new File(outputName).getCanonicalPath(),
flags);
}

而这个函数调用的是so的openDexFileNative这个函数。打开成功则返回一个cookie。

接下来就是分析native函数的实现部分了。

———-openDexFileNative———-

代码地址：http://androidxref.com/4.4_r1/xref/dalvik/vm/native/dalvik_system_DexFile.cpp

static void Dalvik_dalvik_system_DexFile_openDexFileNative(const u4* args,
JValue* pResult)
{
……………
if (hasDexExtension(sourceName)
&& dvmRawDexFileOpen(sourceName, outputName, &pRawDexFile, false) == 0) {
ALOGV(“Opening DEX file ‘%s’ (DEX)”, sourceName);

pDexOrJar = (DexOrJar*) malloc(sizeof(DexOrJar));
pDexOrJar->isDex = true;
pDexOrJar->pRawDexFile = pRawDexFile;
pDexOrJar->pDexMemory = NULL;
} else if (dvmJarFileOpen(sourceName, outputName, &pJarFile, false) == 0) {
ALOGV(“Opening DEX file ‘%s’ (Jar)”, sourceName);

pDexOrJar = (DexOrJar*) malloc(sizeof(DexOrJar));
pDexOrJar->isDex = false;
pDexOrJar->pJarFile = pJarFile;
pDexOrJar->pDexMemory = NULL;
} else {
ALOGV(“Unable to open DEX file ‘%s’”, sourceName);
dvmThrowIOException(“unable to open DEX file”);
}
……………
}

这里会根据是否为dex文件或者包含classes.dex文件的jar，分别调用函数dvmRawDexFileOpen和dvmJarFileOpen来处理，最终返回一个DexOrJar的结构。

首先来看dvmRawDexFileOpen函数的处理：

最后成功的话，填充RawDexFile。

dvmJarFileOpen的代码处理也是差不多的。

最后成功的话，填充JarFile。

参考文章：

http://bbs.pediy.com/showthread.php?t=199230

http://0nly3nd.sinaapp.com/?p=688

http://blog.csdn.net/roland_sun/article/details/47183119

本文链接：http://www.blogfshare.com/dexclassloader.html

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