Android 开机应用扫描

Posted 2021-06-02 斯音

本篇文章只是作为指南引导去看PkMS，不会贴大段代码进行分析，更多是基于方法分析实现的逻辑，另外就是代码是基于android 11，与Android 10之前代码有比较大的差别。

本文的内容

1. PkMS是怎么知道apk的位置
2. 系统应用和普通应用的区别
3. 应用扫描的过程以及应用信息的保存

PkMS怎么知道apk的位置

答案是按照路径，对于手机用户安装应用都是放在/data/app，对于系统应用则是分布各个分区中，可以简单的认为是目录,/data就是data分区，以下的分区都会被扫描，并且只会扫描priv-app和app目录：

1. system分区下的priv-app，app目录/system/priv-app, /system/app
2. product分区
3. odm分区
4. oem分区
5. vendor分区
6. system_ext分区
7. data分区，最后扫描

不过这些分区都执行不是特别严格，没涉及到gms测试的基本都不怎么管，那么apk是存在什么地方呢？例如：Settings就放在/system_ext/priv-app/Settings/Settings.apk，其他分区都是类似的，下面分析应用扫描过程还会说到。这里解释一下，为什么要分priv-app和app两个目录进行扫描? priv-app意思是这个目录里面都是privileged应用，可以获取privilege权限，权限的定义frameworks/base/core/res/AndroidManifest.xml中找到

系统应用和普通应用的区别

答案还是路径，data分区内的应用是普通应用，其他分区安装的应用都是系统应用，系统应用均不可卸载

应用扫描过程

scanDirLI

scanDirLI的几个参数说明一下，

1. scanDir，应用目录的集合，以上面Settings为例，目录是/system_ext/priv-app
2. scanFlags，扫描的标志，当为系统应用时，会加上SCAN_AS_SYSTEM标志，如果是priv-app目录还要加上SCAN_AS_PRIVILGED
3. packageParser，这个就是解析AndroidManifest.xml主要工具类
4. executorService，生产者线程

scanDirLI的逻辑比较简单，

1. 以上面/system_ext/priv-app为例，遍历目录下的每个目录和apk
2. 使用ExecutorService(线程池)对所有目录和apk进行解析
3. 获取ParsedPackage并进行调用addForInitLI()

addForInitLI

逻辑相当的复杂，考虑情况也要很多，有些自己也没搞懂，只挑能说的说一下

1. 首先重命名包名的逻辑，在PkMS当中所有的package都是按照包名作为唯一的主键值，那么就可能出现应用需要更换包名的情况，PkMS给出解决方案是加上<original-package android:name="com.android.oldpackagename" />指明需要覆盖安装的包名，但是这样就需要考虑到诸多情况了

   1. 包名修改多次怎么办
   2. 之前有安装过老包名的应用的处理情况
   3. 之前未安装过老包名的应用的处理情况
   4. 之前安装过当前包名的应用的处理情况

   那么PkMS是怎么做的呢？

   1. 设计了一个originalPackages表示之前原始package，当遇到original-package时，就将包名加入到originalPackages当中，代码如下

      //ParsingPackageUtils.parseOriginalPackage()
      String orig = sa.getNonConfigurationString(
          R.styleable.AndroidManifestOriginalPackage_name,
          0);
      if (!pkg.getPackageName().equals(orig)) {
          if (pkg.getOriginalPackages().isEmpty()) {
              pkg.setRealPackage(pkg.getPackageName());
          }
          pkg.addOriginalPackage(orig);
      }
      
      复制代码
      

   2. 然后在addForInitLI()中根据realPkgName获取originalPkgSetting

   3. 接下来判断是否要覆盖安装应用

   不过我感觉里面还是有些bug，似乎只是为了用gms应用替换AOSP里面的应用(如：PackageInstaller和PermissionController)专门设计的，并不具备普遍性，安装的应用及时加了标签也还是会被认为是两个应用

2. 对于覆盖安装系统应用的data区应用进行处理，什么是覆盖安装系统应用？即系统应用有更新，可以通过应用商店下载覆盖安装，但是并不会去卸载系统应用，而是disable系统应用，例如:Google的gms应用都是如此

   1. 如果安装的应用出现问题了，重新enable被disabled应用

   2. 如果是系统更新的应用，则需要扫描disabled系统应用，因为可能会有OTA升级导致系统应用更新apk的情况，调用scanPackageOnlyLI()，进行扫描，后面还会分析

   3. 接下来是根据disabled系统应用和安装应用的版本号，判断是否需要重新使用系统应用

3. 处理签名，对于安装的应用，必须要签名

   1. 确认是否需要重新签名，对于非系统应用来说，无需重新收集，这部分AOSP压根没写，注释里面的第二条还没实现

   // Verify certificates against what was last scanned. Force re-collecting certificate in two
   // special cases:
   // 1) when scanning system, force re-collect only if system is upgrading.
   // 2) when scannning /data, force re-collect only if the app is privileged (updated from
   // preinstall, or treated as privileged, e.g. due to shared user ID).
   final boolean forceCollect = scanSystemPartition ? mIsUpgrade
       : PackageManagerServiceUtils.isApkVerificationForced(pkgSetting);
   
   

   2. 是否跳过签名验证，这个是覆盖安装时候使用

   // Full APK verification can be skipped during certificate collection, only if the file is
   // in verified partition, or can be verified on access (when apk verity is enabled). In both
   // cases, only data in Signing Block is verified instead of the whole file.
   // TODO(b/136132412): skip for Incremental installation
   final boolean skipVerify = scanSystemPartition
       || (forceCollect && canSkipForcedPackageVerification(parsedPackage));
   collectCertificatesLI(pkgSetting, parsedPackage, forceCollect, skipVerify);
   
   
   

4. 还要处理一下第三步的反方向，即一开始有个安装的应用(data分区)，而后OTA升级有添加了该系统应用(system或其他分区)，分为三种情况进行讨论

   1. 签名不相同，则卸载data分区的应用
   2. 如果系统应用的版本号更高，则移除data分区的应用，但保留应用的数据
   3. 如果系统应用的版本号更低，则将shouldHideSystemApp设置为true，也就是将在下面disable系统应用

5. 调用scanPackageNewLI()继续扫描

6. 调用reconcilePackagesLocked()进行一致化处理

7. 调用commitReconciledScanResultLocked()

scanPackageNewLI

需要注意的是这个方法不仅仅是开机扫描的时候用，在安装应用的时候也是执行的

1. 再次处理重命名包名，这个应该和安装有关系，我测试的时候是覆盖安装系统应用有效，普通应用无法生效，会被认为是两个应用
2. 调用adjustFlags()重新调整scanFlags，分为以下几种情况
   1. 重命名包名应用或者覆盖安装的应用是系统应用，scanFlags添加上SCAN_AS_SYSTEM以及可能的其他flags
   2. 如果sharedUserId是包含了privilege应用，则正在扫描的应用也要加上SCAN_AS_PRIVILEGED
3. 获取SharedUserSetting，这个在addForInitLI()获取过一次，是为了扫描disabledPkgSetting获取的
4. 构建ScanRequest并且调用scanPackageOnlyLI()获取ScanResult

scanPackageOnlyLI

这部分主要的逻辑是更新packageSetting和nativelibrary的解析

1. 确定是否需要获取abi(needToDeriveAbi)，如果packageSetting，如果应用已安装，则无需更改cpuAbi，如果未安装，则需要解析native库
2. 获取标签，这个我不知道是干嘛的，目前还没遇到这种标签
3. 更新或创建新的PackageSetting，创建的情况有两种，首次安装应用或者是恢复出厂开机
4. 根据第一步获取的needToDeriveAbi获取abi的类型并设置到PackageSetting中，另外就是要解析apk中的native so库，并获取对应so库的路径，这里有个SCAN_NEW_INSTALLflag，这个是给安装用的，开机scan是不会有此问题
5. 设置安装的时间戳，主要是第一次安装和当前安装，目前不知道这个属性的用处
6. 创建ScanResult并返回

reconcilePackagesLocked

先说一下几个参数:

1. ReconcileRequest，放置需要的参数，allPackages->mPackages, scannedPackages->scanPackageOnlyLI()返回的ScanResult，sharedLibrarySource->mSharedLibraries解析之后才会进行push
2. KeySetManagerService签名管理服务

reconcilePackagesLocked()也会被安装应用的流程调用，所以ReconcileRequest的参数有些是为了给它们用的，这个方法的主要功能就是为了校验签名

1. 首先检查签名是否需要更新ksms.shouldCheckUpgradeKeySetLocked(signatureCheckPs, scanFlags)，这个不太能理解，签名是可以更新的？
2. 调用verifySignatures()进行校验签名
3. 最后生成ReconciledPackage并返回

commitReconciledScanResultLocked

这里面也是安装应用和扫描应用同时都会调用的方法，先只看扫描的情况

1. 处理PackageSetting，这部分逻辑是和安装应用是混在一起的，主要包括
   1. SharedUserSetting, 这个一般只有覆盖安装的时候如果sharedUserId变了，要重新赋值
   2. 重命名包名的逻辑，安装重命名包名的时候会更新packages.xml文件
2. 将PackageSetting写入package-restrictions.xml，里面主要存储的是disabled和enabled四大组件
3. 最后调用commitPackageSettings()进行最后一步处理

commitPackageSettings

1. 判断是不是有厂商自定义的ResolveActivity(config_customResolverActivity属性)，如果有则调用setUpCustomResolverActivity()设置ResolveActivity为自定义的，ResolveActivity就是处理未指定的android.action.View的
2. 处理ResolveActivity，如果没有的话指定为framework的ResolveActivity
3. 更新SharedLibraries，这部分还不太熟悉
4. 检查是否需要frozen应用，如果需要但没有frozen则退出安装，有以下几种情况无需frozen应用
   1. SCAN_BOOTING，开机的时候，因为这时没有应用启动的了
   2. SCAN_DONT_KILL_APP，安装不杀死应用，这个一般要么在PkMS中指定，要么在adb安装的时候指定
   3. SCAN_IGNORE_FROZEN，忽略FROZEN，这个连adb也没有指定选项，可能是代码遗留
5. 调用mSettings.insertPackageSettingLPw()，这里并非是更新packages.xml的地方，只是将pkgSetting，放到Settings.mPackages中
6. 将AndroidPackage放到mPackages中
7. 更新KeySetManagerService的应用信息，这是一个管理签名的服务
8. 添加自定义的Permission和PermissionGroup到PermissionManagerService中
9. 添加保护广播，但这个并非给安装应用使用，而是系统应用，例如：teleservice等
10. 对于老的package或者Permission更新的需要对于申请了这些权限的应用更新权限，注意，这些权限也是由应用定义的

扫描完成之后需要做的事情

1. 清除掉已删除的系统应用和disable原本就disable的应用
2. 调用PermissionManagerService.updateAllPermissions()更新权限，这部分是在所有应用扫描完成之后才执行
3. 创建应用数据存储的目录，注意这里只是针对system core应用(如SystemUI)做的操作，data下的应用由于有多用户的存在，每个data应用是针对单个用户的，
4. 最终将PackageSetting和permission以及签名的fingerprint写入到packages.xml当中，这里这样设计我觉得应该是怕中途关机，这样一次性写入所有的信息可以尽量减少写了一半关机的情况