Взгляд из песочницы

Мы посмотрим на то, как Android-приложение работает в контексте операционной системы и как оно взаимодействует с системными службами; а также узнаем, что скрыто за методами SDK.

#MOSDROID

Transcript

1. Взгляд из песочницы Кирилл Филимонов Mail.Ru Group
2. Структура ОС Apps Application framework Native Userspace Linux kernel System apps User apps API Java core Android Framework Libraries System services Binder Dalvik/Android runtime/Zygote JNI
3. Linux kernel •Binder •Anonymous Shared Memory (ashmem) •Wakelocks •Low-Memory Killer •Alarm •Logger
4. Иерархия процессов Kernel init installd servicemanager adbd zygote . . . Daemons App1 App2 system_server phone System process App process
5. Запуск ОС BootLoader Kernel init Native Daemons Android Runtime Zygote Launcher Activity Manager System server CPU
6. Запуск ОС BootLoader •Поддержка основного оборудования •Поиск и загрузка ядра •Загрузка в режиме восстановления (основные драйверы)
7. Запуск ОС Kernel • Инициализация MMU и I/O • Инициализация демонов и поток ядра • Монтирование корневой файловой системы • Инициализация драйверов • Запуск пользовательского процесса init
8. Запуск ОС init • Ключевой процесс инициализации Android • Выполнение app_process, запуск VM (Zygote) • Запуск нативных демонов • Запуск system_server
9. Запуск ОС Zygote • Запуск Android runtime • запуск VM • загрузка ресурсов • запуск system_server (forkSystemServer) • загрузка Java классов • Запуск профилировщика • Регистрация сокета • Выполнение ZygoteInit
10. Запуск ОС system_server • инициализация сервисов • регистрация в service manager • запуск activity manager • запуск package manager • запуск window manager • запуск power manager
11. Запуск приложения Zygote Launcher Activity Manager App
12. Запуск приложения Zygote App Dalvik/ART Загруженные классы Загруженные ресурсы Dalvik/ART Загруженные классы Загруженные ресурсы Ресурсы и классы приложения copy-on-write
13. Sandboxing •Уникальные UID и GID •Не изменяются •Используется DAC •Изолированное адресное пространство
14. IPC •pipes •shared memory •message queue Linux Android •binder
15. Binder •Драйвер ядра для обеспечения IPC •Легковесный RPC •Пул потоков для обработки запросов •Поддержка передачи файловых дескрипторов •Синхронный и асинхронный вызов методов •Синхронное взаимодействие между потоками
16. Package Manager •Парсинг APK файлов •Установка, обновление, удаление приложений •Предоставляет информацию об установленных приложениях и разрешениях
17. Взаимодействие со службами App proc system server service manager App PackageManager PackageManagerService package Binder IPC
18. Взаимодействие со службами App proc system server service manager App PackageManager PackageManagerService package Binder IPC Binder IPC
19. Взаимодействие со службами App proc system server service manager App PackageManager PackageManagerService package Binder IPC Binder IPC Binder IPC
20. Activity Manager •Запуск activity и service •Получение поставщиков данных •Рассылка интентов •Обслуживание OOM adj •Управление жизненным циклом •Управление тасками •Обработка ANR •Разрешения
21. Activity ActivityManager system_server proc App1 proc App1Activity ActivityRecord (App1Activity) Resumed Task: App1
22. Activity ActivityManager system_server proc App1 proc App1Activity ActivityRecord (App1Activity) Stopped Task: App1 App2 proc App2Activity ActivityRecord (App2Activity) Resumed Task: App2 Saved state
23. Activity ActivityManager system_server proc ActivityRecord (App1Activity) Stopped Task: App1 App2 proc App2Activity ActivityRecord (App2Activity) Resumed Task: App2 Saved state
24. ActivityManager system_server proc App1 proc App1NewActivity ActivityRecord (App1Activity) Stopped Task: App1 App2 proc App2Activity ActivityRecord (App1NewActivity) Resumed Task: App2 Saved state ActivityRecord (App2Activity) Stopped Saved state
25. ActivityManager system_server proc App1 proc App1Activity App2 proc App2Activity ActivityRecord (App1Activity) Resumed Task: App1 Task: App2 ActivityRecord (App2Activity) Stopped Saved state ActivityRecord (App2Activity) Stopped Saved state App1NewActivity
26. Service ActivityManager system_server proc App1 proc AppService ServiceRecord (AppService) Stopped
27. Binding ActivityManager system_server proc App1 proc AppService ServiceRecord (AppService) Stopped App2 proc IBinder IBinder IBinder bind
28. Binding ActivityManager system_server proc App1 proc AppService ServiceRecord (AppService) Stopped App2 proc IBinder IBinder IBinder bind create
29. Binding ActivityManager system_server proc App1 proc AppService ServiceRecord (AppService) Stopped App2 proc IBinder IBinder IBinder bind create IBinder
30. Binding ActivityManager system_server proc App1 proc AppService ServiceRecord (AppService) Stopped App2 proc IBinder IBinder IBinder bind create IBinder IBinder
31. Binding ActivityManager system_server proc App1 proc AppService ServiceRecord (AppService) Stopped App2 proc IBinder IBinder IBinder bind create IBinder IBinder call
32. Broadcast Receiver ActivityManager system_server proc App1Receiver (App1) BroadcastRecord ACTION_AIRPLANE_MODE_CHANGED App2Receiver (App2) App3Receiver (App3) App1 proc App1Receiver App2 proc App2Receiver App3 proc App3Receiver
33. Content Provider ActivityManager system_server proc ProviderRecord (DataProvider) App2 proc IBinder ContentResolver IContentProvider.Proxy query App1 proc DataProvider IContentProvider.Stub
34. Content Provider ActivityManager system_server proc ProviderRecord (DataProvider) App2 proc IBinder ContentResolver IContentProvider.Proxy query lookup authority App1 proc DataProvider IContentProvider.Stub
35. Content Provider ActivityManager system_server proc App1 proc DataProvider ProviderRecord (DataProvider) App2 proc IBinder IContentProvider.Stub ContentResolver IContentProvider.Proxy query lookup authority create
36. Content Provider ActivityManager system_server proc App1 proc DataProvider ProviderRecord (DataProvider) App2 proc IBinder IContentProvider.Stub ContentResolver IContentProvider.Proxy query lookup authority create IBinder
37. Content Provider ActivityManager system_server proc App1 proc DataProvider ProviderRecord (DataProvider) App2 proc IBinder IContentProvider.Stub ContentResolver IContentProvider.Proxy query lookup authority create IBinder IBinder
38. Content Provider ActivityManager system_server proc App1 proc DataProvider ProviderRecord (DataProvider) App2 proc IBinder IContentProvider.Stub ContentResolver IContentProvider.Proxy query lookup authority create IBinder IBinder query
39. Android Permissions Реализованы на разных уровнях •Kernel •Native service •Framework Paranoid networking Filesystem permissions Проверки на уровне UID и GID PackageManager ActivityManager
40. Android Permissions PackageManager system_server proc App proc AppActivity Gallery App proc PicturesProvider UID App2 granted permissions READ_PICTURES Authority: “pics” content://pics/1
41. Android Permissions PackageManager system_server proc App proc AppActivity Gallery App proc PicturesProvider UID App2 granted permissions READ_PICTURES Authority: “pics” content://pics/1 checkPermission
42. Android Permissions PackageManager system_server proc App proc AppActivity Gallery App proc PicturesProvider UID App2 granted permissions READ_PICTURES Authority: “pics” content://pics/1 checkPermission granted
43. Android Permissions PackageManager system_server proc App proc AppActivity Gallery App proc PicturesProvider UID App2 granted permissions READ_PICTURES Authority: “pics” content://pics/1 checkPermission granted data
44. Безопасность •DAC (UID и GID) •MAC (SELinux) •Code signing
45. Android O
46. –Francis Bacon “Knowledge is power.”
47. –Andrew Tanenbaum “Linux is obsolete.”