安卓逆向 Android SO文件加载过程探究

在安卓中的app进行so加载过程中，分析一下so的动态静态的so加载过程

在 Android 中，.so文件是共享库文件，.so文件可以分为动态链接库（动态.so文件）和静态链接库（静态.a文件），但 Android 中一般更常见的是动态.so文件，静态链接库通常在编译时被集成到最终的应用中，而不直接加载。所以经常看到的so文件的链接大多是都是以动态链接的

1. 动态链接会利用对应的打包的生成的APK，按照对应的架构（lib/armeabi-v7a/，lib/arm64-v8a/，lib/x86/，lib/x86_64/）去选择对应的so文件，然后去实现在 Java 层，通过JNI来进行。

   Java 代码使用 静态System.loadLibrary("libsofile")来加载共享库文件。

    复制代码 隐藏代码static {   System.loadLibrary("libsofile);  // 加载libsofile.so}

   或者通过动态加载路径的so文件的过程来实现

    复制代码 隐藏代码StringsoPath="/data/data/com.example.libsofile/libsofile.so";System.load(soPath);

2. 在 Android 中，静态链接库（.a文件）是被链接到最终的可执行文件中的，而不是在运行时加载。Android NDK 编译时，静态库会被打包到 APK 中的应用代码部分。

我们要去探究SO文件最真实的加载过程就要从System.load(sopath)这里开始，去剖析安卓源码

安卓源码

安卓源码剖析：

System.load(sopath)开始进行解析，查看整个so文件加载过程

 复制代码 隐藏代码@CallerSensitivepublicstaticvoidload(String filename) {        Runtime.getRuntime().load0(Reflection.getCallerClass(), filename);    }

先解释一下这里的情况Reflection.getCallerClass()通过反射机制获取调用此方法的类的引用。它返回的是调用load0方法的调用者类。这里加载到了直接去加载了load0函数。

 复制代码 隐藏代码//libcore/ojluni/src/main/java/java/lang/Runtime.javasynchronizedvoidload0(Class<?> fromClass, String filename) {Filefile=newFile(filename);if (!(file.isAbsolute())) {thrownewUnsatisfiedLinkError("Expecting an absolute path of the library: " + filename);        }if (filename == null) {thrownewNullPointerException("filename == null");        }if (Flags.readOnlyDynamicCodeLoad()) {if (!file.toPath().getFileSystem().isReadOnly() && file.canWrite()) {if (VMRuntime.getSdkVersion() >= VersionCodes.VANILLA_ICE_CREAM) {                    System.logW("Attempt to load writable file: " + filename                            + ". This will throw on a future Android version");                }            }        }Stringerror= nativeLoad(filename, fromClass.getClassLoader(), fromClass);if (error != null) {thrownewUnsatisfiedLinkError(error);        }    }

在这里去检测了对应加载过程中的sofile。然后就开始往nativeLoad函数走了

这里直接是naitve函数了，我们要去看对应的c文件，所以要重新去搜索了，这里的搜索方法就是类名_函数名的形式，转换过程就是Runtime_nativeLoad函数

 复制代码 隐藏代码JNIEXPORT jstring JNICALLRuntime_nativeLoad(JNIEnv* env, jclass ignored, jstring javaFilename,                   jobject javaLoader, jclass caller){return JVM_NativeLoad(env, javaFilename, javaLoader, caller);}

这里是最正常的返回，直接走 JVM_NativeLoad(env, javaFilename, javaLoader, caller)

 复制代码 隐藏代码JNIEXPORT jstring JVM_NativeLoad(JNIEnv* env,                                 jstring javaFilename,                                 jobject javaLoader,                                 jclass caller) {  ScopedUtfChars filename(env, javaFilename);if (filename.c_str() == nullptr) {return nullptr;  }std::string error_msg;  {    art::JavaVMExt* vm = art::Runtime::Current()->GetJavaVM();bool success = vm->LoadNativeLibrary(env,                                         filename.c_str(),                                         javaLoader,                                         caller,                                         &error_msg);if (success) {return nullptr;    }  }// Don't let a pending exception from JNI_OnLoad cause a CheckJNI issue with NewStringUTF.  env->ExceptionClear();return env->NewStringUTF(error_msg.c_str());}

同样得直接向下去分析就好了vm->LoadNativeLibrary函数

这里的大多数的函数都是对于so加载中的中途函数，也就是一层一层得调用到关键函数的，所以这里直接往下走就是了

在 JavaVMExt::LoadNativeLibrary这个函数中有需要去注意和理解的地方，同时这里也是在进行调用dlopen来进行真正so文件加载的地方。

 复制代码 隐藏代码    ClassLinker* class_linker = Runtime::Current()->GetClassLinker();if (class_linker->IsBootClassLoader(loader)) {      loader = nullptr;      class_loader = nullptr;    }if (caller_class != nullptr) {      ObjPtr<mirror::Class> caller = soa.Decode<mirror::Class>(caller_class);      ObjPtr<mirror::DexCache> dex_cache = caller->GetDexCache();if (dex_cache != nullptr) {        caller_location = dex_cache->GetLocation()->ToModifiedUtf8();      }    }

首先是这里的Linker的位置，这里去解码了 ClassLoader 和 Caller Class 信息，同时去判断了加载器是否为BootClassLoader。其实在so加载过程也有借助linker判断so文件结构，链接的位置则是so文件的头部，判断的是so文件结构是否正确。

这里也去判断了这里加载的so文件是否以及被加载过了，最后开始的对于共享库so的加载（dlopen）

 复制代码 隐藏代码 Locks::mutator_lock_->AssertNotHeld(self);constchar* path_str = path.empty() ? nullptr : path.c_str();bool needs_native_bridge = false;char* nativeloader_error_msg = nullptr;void* handle = android::OpenNativeLibrary(      env,      runtime_->GetTargetSdkVersion(),      path_str,      class_loader,      (caller_location.empty() ? nullptr : caller_location.c_str()),      library_path.get(),      &needs_native_bridge,      &nativeloader_error_msg);  VLOG(jni) << "[Call to dlopen("" << path << "", RTLD_NOW) returned " << handle << "]";if (handle == nullptr) {    *error_msg = nativeloader_error_msg;    android::NativeLoaderFreeErrorMessage(nativeloader_error_msg);    VLOG(jni) << "dlopen("" << path << "", RTLD_NOW) failed: " << *error_msg;returnfalse;

在这里开始找到了我们最为熟悉的android_dlopen_ext(path, RTLD_NOW, &dlextinfo);函数，也就是经常进行HOOK的位置了

 复制代码 隐藏代码//art/libnativeloader/native_loader.cppvoid* OpenNativeLibrary(JNIEnv* env,int32_t target_sdk_version,constchar* path,                        jobject class_loader,constchar* caller_location,                        jstring library_path_j,bool* needs_native_bridge,char** error_msg) {#if defined(ART_TARGET_ANDROID)if (class_loader == nullptr) {// class_loader is null only for the boot class loader (see// IsBootClassLoader call in JavaVMExt::LoadNativeLibrary), i.e. the caller// is in the boot classpath.    *needs_native_bridge = false;if (caller_location != nullptr) {std::optional<NativeLoaderNamespace> ns = FindApexNamespace(caller_location);if (ns.has_value()) {const android_dlextinfo dlextinfo = {            .flags = ANDROID_DLEXT_USE_NAMESPACE,            .library_namespace = ns.value().ToRawAndroidNamespace(),        };void* handle = android_dlopen_ext(path, RTLD_NOW, &dlextinfo);char* dlerror_msg = handle == nullptr ? strdup(dlerror()) : nullptr;        ALOGD("Load %s using APEX ns %s for caller %s: %s",              path,              ns.value().name().c_str(),              caller_location,              dlerror_msg == nullptr ? "ok" : dlerror_msg);if (dlerror_msg != nullptr) {          *error_msg = dlerror_msg;        }return handle;      }    }

在android12中会直接由 android_dlopen_ext直接返回到__loader_android_dlopen_ext函数，而在其他版本可以会到mock->mock_dlopen_ext（这里会走到mock_dlopen_ext会模拟dlopen的行为，同时通过flag和宏定义走到不同的函数位置这里我们固定在android12的位置去实现。

 复制代码 隐藏代码void* __loader_android_dlopen_ext(constchar* filename,int flags,const android_dlextinfo* extinfo,constvoid* caller_addr) {return dlopen_ext(filename, flags, extinfo, caller_addr);}

直接的返回进入下一个函数。

 复制代码 隐藏代码//bionic/linker/dlfcn.cppstaticvoid* dlopen_ext(constchar* filename,int flags,const android_dlextinfo* extinfo,constvoid* caller_addr) {  ScopedPthreadMutexLocker locker(&g_dl_mutex);  g_linker_logger.ResetState();void* result = do_dlopen(filename, flags, extinfo, caller_addr);if (result == nullptr) {    __bionic_format_dlerror("dlopen failed", linker_get_error_buffer());return nullptr;  }return result;}

同样进入do_dlopen(filename, flags, extinfo, caller_addr)do_dlopen(filename, flags, extinfo, caller_addr)在这个函数中附加了很多对于do_dlopen函数参数的检测判断

这种大面积的对于extinfo，对于so文件相关的属性进行的检测。通过还对于这里的path进行了对应路径的转换和翻译。

 复制代码 隐藏代码  ProtectedDataGuard guard;  soinfo* si = find_library(ns, translated_name, flags, extinfo, caller);  loading_trace.End();

这里是对于do_dlopen最为重要的位置，也就是在这里去实现了对于soinfo的初始化，也就是在这开始调用so的.init_proc函数，接着调用.init_array中的函数，最后才是JNI_OnLoad函数。在很多的so文件的检测点判断中很多人也会利用这里的位置对于检测点是在JNI_OnLoad函数之前还是之后的判断依据。同时我们还需要注意的是:find_library 的作用：该函数负责加载共享库（包括解析依赖），但此时仅完成库的映射和重定位，尚未执行库的初始化函数（如 .init、.init_array 等）。构造函数的调用时机：在代码片段中，si->call_constructors() 被显式调用于 dlopen 返回句柄之前。这意味着：构造函数的执行（.init_xxx）是 dlopen 过程的一部分，发生在 dlopen 返回句柄之前。当 dlopen 返回 handle 时，库的初始化代码（构造函数）已执行完毕。所以其实在dlopen函数返回完成之前，.init和.init_arry已经完成了

 复制代码 隐藏代码static soinfo* find_library(android_namespace_t* ns,constchar* name, int rtld_flags,const android_dlextinfo* extinfo,                            soinfo* needed_by) {  soinfo* si = nullptr;if (name == nullptr) {    si = solist_get_somain();  } elseif (!find_libraries(ns,                             needed_by,                             &name,1,                             &si,                             nullptr,0,                             rtld_flags,                             extinfo,false/* add_as_children */)) {if (si != nullptr) {      soinfo_unload(si);    }return nullptr;  }  si->increment_ref_count();return si;}

这里直接往find_libraries里面就可以了

这个函数就是在so文件加执行流程的最后了

 复制代码 隐藏代码boolfind_libraries(android_namespace_t* ns,                    soinfo* start_with,constchar* const library_names[],size_t library_names_count,                    soinfo* soinfos[],std::vector<soinfo*>* ld_preloads,size_t ld_preloads_count,int rtld_flags,const android_dlextinfo* extinfo,bool add_as_children,std::vector<android_namespace_t*>* namespaces) {// Step 0: prepare.std::unordered_map<const soinfo*, ElfReader> readers_map;  LoadTaskList load_tasks;for (size_t i = 0; i < library_names_count; ++i) {constchar* name = library_names[i];    load_tasks.push_back(LoadTask::create(name, start_with, ns, &readers_map));  }// If soinfos array is null allocate one on stack.// The array is needed in case of failure; for example// when library_names[] = {libone.so, libtwo.so} and libone.so// is loaded correctly but libtwo.so failed for some reason.// In this case libone.so should be unloaded on return.// See also implementation of failure_guard below.if (soinfos == nullptr) {size_t soinfos_size = sizeof(soinfo*)*library_names_count;    soinfos = reinterpret_cast<soinfo**>(alloca(soinfos_size));memset(soinfos, 0, soinfos_size);  }// list of libraries to link - see step 2.size_t soinfos_count = 0;auto scope_guard = android::base::make_scope_guard([&]() {for (LoadTask* t : load_tasks) {      LoadTask::deleter(t);    }  });  ZipArchiveCache zip_archive_cache;soinfo_list_t new_global_group_members;// Step 1: expand the list of load_tasks to include// all DT_NEEDED libraries (do not load them just yet)for (size_t i = 0; i<load_tasks.size(); ++i) {    LoadTask* task = load_tasks[i];    soinfo* needed_by = task->get_needed_by();bool is_dt_needed = needed_by != nullptr && (needed_by != start_with || add_as_children);    task->set_extinfo(is_dt_needed ? nullptr : extinfo);    task->set_dt_needed(is_dt_needed);// Note: start from the namespace that is stored in the LoadTask. This namespace// is different from the current namespace when the LoadTask is for a transitive// dependency and the lib that created the LoadTask is not found in the// current namespace but in one of the linked namespaces.android_namespace_t* start_ns = const_cast<android_namespace_t*>(task->get_start_from());    LD_LOG(kLogDlopen, "find_library_internal(ns=%s@%p): task=%s, is_dt_needed=%d",           start_ns->get_name(), start_ns, task->get_name(), is_dt_needed);if (!find_library_internal(start_ns, task, &zip_archive_cache, &load_tasks, rtld_flags)) {returnfalse;    }    soinfo* si = task->get_soinfo();if (is_dt_needed) {      needed_by->add_child(si);    }// When ld_preloads is not null, the first// ld_preloads_count libs are in fact ld_preloads.bool is_ld_preload = false;if (ld_preloads != nullptr && soinfos_count < ld_preloads_count) {      ld_preloads->push_back(si);      is_ld_preload = true;    }if (soinfos_count < library_names_count) {      soinfos[soinfos_count++] = si;    }// Add the new global group members to all initial namespaces. Do this secondary namespace setup// at the same time that libraries are added to their primary namespace so that the order of// global group members is the same in the every namespace. Only add a library to a namespace// once, even if it appears multiple times in the dependency graph.if (is_ld_preload || (si->get_dt_flags_1() & DF_1_GLOBAL) != 0) {if (!si->is_linked() && namespaces != nullptr && !new_global_group_members.contains(si)) {        new_global_group_members.push_back(si);for (auto linked_ns : *namespaces) {if (si->get_primary_namespace() != linked_ns) {            linked_ns->add_soinfo(si);            si->add_secondary_namespace(linked_ns);          }        }      }    }  }// Step 2: Load libraries in random order (see b/24047022)  LoadTaskList load_list;for (auto&& task : load_tasks) {    soinfo* si = task->get_soinfo();auto pred = [&](const LoadTask* t) {return t->get_soinfo() == si;    };if (!si->is_linked() &&std::find_if(load_list.begin(), load_list.end(), pred) == load_list.end() ) {      load_list.push_back(task);    }  }bool reserved_address_recursive = false;if (extinfo) {    reserved_address_recursive = extinfo->flags & ANDROID_DLEXT_RESERVED_ADDRESS_RECURSIVE;  }if (!reserved_address_recursive) {// Shuffle the load order in the normal case, but not if we are loading all// the libraries to a reserved address range.    shuffle(&load_list);  }// Set up address space parameters.  address_space_params extinfo_params, default_params;size_t relro_fd_offset = 0;if (extinfo) {if (extinfo->flags & ANDROID_DLEXT_RESERVED_ADDRESS) {      extinfo_params.start_addr = extinfo->reserved_addr;      extinfo_params.reserved_size = extinfo->reserved_size;      extinfo_params.must_use_address = true;    } elseif (extinfo->flags & ANDROID_DLEXT_RESERVED_ADDRESS_HINT) {      extinfo_params.start_addr = extinfo->reserved_addr;      extinfo_params.reserved_size = extinfo->reserved_size;    }  }for (auto&& task : load_list) {    address_space_params* address_space =        (reserved_address_recursive || !task->is_dt_needed()) ? &extinfo_params : &default_params;if (!task->load(address_space)) {returnfalse;    }  }// The WebView loader uses RELRO sharing in order to promote page sharing of the large RELRO// segment, as it's full of C++ vtables. Because MTE globals, by default, applies random tags to// each global variable, the RELRO segment is polluted and unique for each process. In order to// allow sharing, but still provide some protection, we use deterministic global tagging schemes// for DSOs that are loaded through android_dlopen_ext, such as those loaded by WebView.bool dlext_use_relro =      extinfo && extinfo->flags & (ANDROID_DLEXT_WRITE_RELRO | ANDROID_DLEXT_USE_RELRO);// Step 3: pre-link all DT_NEEDED libraries in breadth first order.bool any_memtag_stack = false;for (auto&& task : load_tasks) {    soinfo* si = task->get_soinfo();if (!si->is_linked() && !si->prelink_image(dlext_use_relro)) {returnfalse;    }// si->memtag_stack() needs to be called after si->prelink_image() which populates// the dynamic section.if (si->memtag_stack()) {      any_memtag_stack = true;      LD_LOG(kLogDlopen,"... load_library requesting stack MTE for: realpath="%s", soname="%s"",             si->get_realpath(), si->get_soname());    }    register_soinfo_tls(si);  }if (any_memtag_stack) {if (auto* cb = __libc_shared_globals()->memtag_stack_dlopen_callback) {      cb();    } else {// find_library is used by the initial linking step, so we communicate that we// want memtag_stack enabled to __libc_init_mte.      __libc_shared_globals()->initial_memtag_stack_abi = true;    }  }// Step 4: Construct the global group. DF_1_GLOBAL bit is force set for LD_PRELOADed libs because// they must be added to the global group. Note: The DF_1_GLOBAL bit for a library is normally set// in step 3.if (ld_preloads != nullptr) {for (auto&& si : *ld_preloads) {      si->set_dt_flags_1(si->get_dt_flags_1() | DF_1_GLOBAL);    }  }// Step 5: Collect roots of local_groups.// Whenever needed_by->si link crosses a namespace boundary it forms its own local_group.// Here we collect new roots to link them separately later on. Note that we need to avoid// collecting duplicates. Also the order is important. They need to be linked in the same// BFS order we link individual libraries.std::vector<soinfo*> local_group_roots;if (start_with != nullptr && add_as_children) {    local_group_roots.push_back(start_with);  } else {    CHECK(soinfos_count == 1);    local_group_roots.push_back(soinfos[0]);  }for (auto&& task : load_tasks) {    soinfo* si = task->get_soinfo();    soinfo* needed_by = task->get_needed_by();bool is_dt_needed = needed_by != nullptr && (needed_by != start_with || add_as_children);android_namespace_t* needed_by_ns =        is_dt_needed ? needed_by->get_primary_namespace() : ns;if (!si->is_linked() && si->get_primary_namespace() != needed_by_ns) {auto it = std::find(local_group_roots.begin(), local_group_roots.end(), si);      LD_LOG(kLogDlopen,"Crossing namespace boundary (si=%s@%p, si_ns=%s@%p, needed_by=%s@%p, ns=%s@%p, needed_by_ns=%s@%p) adding to local_group_roots: %s",             si->get_realpath(),             si,             si->get_primary_namespace()->get_name(),             si->get_primary_namespace(),             needed_by == nullptr ? "(nullptr)" : needed_by->get_realpath(),             needed_by,             ns->get_name(),             ns,             needed_by_ns->get_name(),             needed_by_ns,             it == local_group_roots.end() ? "yes" : "no");if (it == local_group_roots.end()) {        local_group_roots.push_back(si);      }    }  }// Step 6: Link all local groupsfor (auto root : local_group_roots) {soinfo_list_t local_group;android_namespace_t* local_group_ns = root->get_primary_namespace();    walk_dependencies_tree(root,      [&] (soinfo* si) {if (local_group_ns->is_accessible(si)) {          local_group.push_back(si);return kWalkContinue;        } else {return kWalkSkip;        }      });soinfo_list_t global_group = local_group_ns->get_global_group();    SymbolLookupList lookup_list(global_group, local_group);    soinfo* local_group_root = local_group.front();bool linked = local_group.visit([&](soinfo* si) {// Even though local group may contain accessible soinfos from other namespaces// we should avoid linking them (because if they are not linked -> they// are in the local_group_roots and will be linked later).if (!si->is_linked() && si->get_primary_namespace() == local_group_ns) {const android_dlextinfo* link_extinfo = nullptr;if (si == soinfos[0] || reserved_address_recursive) {// Only forward extinfo for the first library unless the recursive// flag is set.          link_extinfo = extinfo;        }if (__libc_shared_globals()->load_hook) {          __libc_shared_globals()->load_hook(si->load_bias, si->phdr, si->phnum);        }        lookup_list.set_dt_symbolic_lib(si->has_DT_SYMBOLIC ? si : nullptr);if (!si->link_image(lookup_list, local_group_root, link_extinfo, &relro_fd_offset) ||            !get_cfi_shadow()->AfterLoad(si, solist_get_head())) {returnfalse;        }      }returntrue;    });if (!linked) {returnfalse;    }  }// Step 7: Mark all load_tasks as linked and increment refcounts// for references between load_groups (at this point it does not matter if// referenced load_groups were loaded by previous dlopen or as part of this// one on step 6)if (start_with != nullptr && add_as_children) {    start_with->set_linked();  }for (auto&& task : load_tasks) {    soinfo* si = task->get_soinfo();    si->set_linked();  }for (auto&& task : load_tasks) {    soinfo* si = task->get_soinfo();    soinfo* needed_by = task->get_needed_by();if (needed_by != nullptr &&        needed_by != start_with &&        needed_by->get_local_group_root() != si->get_local_group_root()) {      si->increment_ref_count();    }  }returntrue;}

这里很长一部分的代码，在安卓源码中也有对于其进行了批注，一步一步得去加载和解析so文件，去实现so文件的加载

Step 0准备加载任务

比如在Step 0 中

 复制代码 隐藏代码for (size_t i = 0; i < library_names_count; ++i) {constchar* name = library_names[i];    load_tasks.push_back(LoadTask::create(name, start_with, ns, &readers_map));  }// If soinfos array is null allocate one on stack.// The array is needed in case of failure; for example// when library_names[] = {libone.so, libtwo.so} and libone.so// is loaded correctly but libtwo.so failed for some reason.// In this case libone.so should be unloaded on return.// See also implementation of failure_guard below.if (soinfos == nullptr) {size_t soinfos_size = sizeof(soinfo*)*library_names_count;    soinfos = reinterpret_cast<soinfo**>(alloca(soinfos_size));memset(soinfos, 0, soinfos_size);  }

程序去实现了对于这个加载的so文件进行的，存储于数组中，并且去实现了条件判断，假如soinfos为空，还会去实现构造了soinfo* 的结构体指针来申请一段空间来存储

Step 1解析依赖

 复制代码 隐藏代码for (size_t i = 0; i<load_tasks.size(); ++i) {    LoadTask* task = load_tasks[i];    soinfo* needed_by = task->get_needed_by();bool is_dt_needed = needed_by != nullptr && (needed_by != start_with || add_as_children);    task->set_extinfo(is_dt_needed ? nullptr : extinfo);    task->set_dt_needed(is_dt_needed);// Note: start from the namespace that is stored in the LoadTask. This namespace// is different from the current namespace when the LoadTask is for a transitive// dependency and the lib that created the LoadTask is not found in the// current namespace but in one of the linked namespaces.android_namespace_t* start_ns = const_cast<android_namespace_t*>(task->get_start_from());    LD_LOG(kLogDlopen, "find_library_internal(ns=%s@%p): task=%s, is_dt_needed=%d",           start_ns->get_name(), start_ns, task->get_name(), is_dt_needed);if (!find_library_internal(start_ns, task, &zip_archive_cache, &load_tasks, rtld_flags)) {returnfalse;    }    soinfo* si = task->get_soinfo();if (is_dt_needed) {      needed_by->add_child(si);    }

这里 task->get_needed_by() 能够看到其实是在借用上一步得到的so文件的数组去实现检测依赖关系，因为我们知道一个so文件，在ida分析中可以看到的导入表和导出表，全是so与so之间的相互依赖来实现的。通过学习过NDK开发的也知道，在so之间的相互调用中，通过也是通过dlopen来实现。

so文件之间的调用：

 复制代码 隐藏代码extern"C" JNIEXPORT jstring JNICALLJava_com_chen_javaandso_MainActivity_stringFromJNI(        JNIEnv* env,        jobject /* this */,        jstring path) {std::string hello = "Hello from C++";constchar* cpath = env->GetStringUTFChars(path, nullptr);//这里是java转c++的转char函数if (cpath == nullptr) {// 处理 JNIEnv::GetStringUTFChars 返回 nullptr 的情况return nullptr;    }void* soinfo = dlopen(cpath, RTLD_NOW);//这里去获取对应路径下的so文件的句柄if (soinfo == nullptr) {// 处理 dlopen 失败的情况        __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, "JNI", "Failed to load library: %s", dlerror());        env->ReleaseStringUTFChars(path, cpath);return nullptr;    }//由于我们是通过的对应路径去查找的so文件的函数名，所以这里创建了一个函数指针去得到对应的函数句柄，然后直接调用void (*def)(char*) = reinterpret_cast<void (*)(char*)>(dlsym(soinfo, "_Z7seconedv"));//直接去利用句柄去实现查找对应的函数，这里的函数名由于没有加上extern "C"，所以会在执行过程中改变if (def == nullptr) {// 处理 dlsym 找不到符号的情况        __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, "JNI", "Failed to find symbol: %s", dlerror());        dlclose(soinfo);        env->ReleaseStringUTFChars(path, cpath);return nullptr;    }    def(nullptr);    dlclose(soinfo); // 关闭动态库句柄    env->ReleaseStringUTFChars(path, cpath); // 释放 JNI 字符串return env->NewStringUTF(hello.c_str());}

Step 2 随机顺序

Step2 中，安卓动态链接器采用随机顺序加载 SO 文件（避免固定顺序带来的漏洞）。如果extinfo需要ANDROID_DLEXT_RESERVED_ADDRESS_RECURSIVE，则不会进行随机化。设定地址空间参数，比如reserved_addr（预留地址）和reserved_size。

Step3 预链接

 复制代码 隐藏代码bool any_memtag_stack = false;for (auto&& task : load_tasks) {    soinfo* si = task->get_soinfo();if (!si->is_linked() && !si->prelink_image(dlext_use_relro)) {returnfalse;    }// si->memtag_stack() needs to be called after si->prelink_image() which populates// the dynamic section.if (si->memtag_stack()) {      any_memtag_stack = true;      LD_LOG(kLogDlopen,"... load_library requesting stack MTE for: realpath="%s", soname="%s"",             si->get_realpath(), si->get_soname());    }    register_soinfo_tls(si);  }

这里是实现预链接的位置，也是在文章之前提到实现Linker来解析ELF文件结构的地方si>prelink_image(dlext_use_relro))

 复制代码 隐藏代码1.检查 ELF 头的合法性，确定是有效的 ELF 文件。2.读取动态段，提取符号表、字符串表等信息。3.初始化 .got.plt 和 .rel.dyn 等重定位表，用于后续符号解析。4.解析 DT_NEEDED（依赖的库），准备后续的 link_image() 进行符号解析。

这也是对于ELF文件结构处理的细节位置，只有对应的so文件是完整的才能进行加载链接

 复制代码 隐藏代码register_soinfo_tls(si);

同时也将soinfo转入到了TLS中去。

Step 4 处理全局符号解析

这里去实现把在Step3中解析的符号表等等的信息来进行处理了DF_1_GLOBAL标志的库会被添加到全局符号解析列表。如果是LD_PRELOAD方式加载的库，强制DF_1_GLOBAL以确保它能影响所有加载的库。

Step5 --- Step7

从Step5到Step7之间的这些处理就很细节了，比如有对于so文件的跨越了匿名空间的特殊处理，以及对于之前的so文件之间的依赖库的递归处理，来实现依赖so之间的函数使用。总的来说全是遍历load_tasks，之前准备的so文件，来实现的各种属性和信息的处理。

就此，整个SO文件被全部解析处理。

总结

这里我们去重新梳理一下整个so文件加载过程，现在不管是frida检测，还是更多的防护都在so文件里面，这在APP防护和加固很重要，同样破防也是。

我们首先是通过System.load()进入

 复制代码 隐藏代码@CallerSensitivepublicstaticvoidload(String filename) {    Runtime.getRuntime().load0(Reflection.getCallerClass(), filename);}

此方法最终调用Runtime.load0()，然后进入nativeLoad()函数。

Runtime_nativeLoad→vm->LoadNativeLibrary

进入JavaVMExt::LoadNativeLibrary方法后，最终会调用dlopen进行真正的 SO 文件加载。

 复制代码 隐藏代码vm->LoadNativeLibrary(env, filename.c_str(), javaLoader, caller, &error_msg);

在 Android 12 及以上版本，会调用android_dlopen_ext返回__loader_android_dlopen_ext。

 复制代码 隐藏代码void* __loader_android_dlopen_ext(constchar* filename,int flags,const android_dlextinfo* extinfo,constvoid* caller_addr) {return dlopen_ext(filename, flags, extinfo, caller_addr);}

该方法最终调用dlopen_ext()。

 复制代码 隐藏代码staticvoid* dlopen_ext(constchar* filename,int flags,const android_dlextinfo* extinfo,constvoid* caller_addr) {  ScopedPthreadMutexLocker locker(&g_dl_mutex);void* result = do_dlopen(filename, flags, extinfo, caller_addr);return result;}

do_dlopen(filename, flags, extinfo, caller_addr)

在do_dlopen()中，会调用find_library()进行 SO 文件的真正加载。

 复制代码 隐藏代码soinfo* si = find_library(ns, translated_name, flags, extinfo, caller);

这里是对于soinfo的赋值，同时在这里开始调用so的.init_proc函数，接着调用.init_array中的函数，最后才是JNI_OnLoad函数。最后到达find_libraries执行最后的处理。

这里补上一张来自于评论区的包含模拟器执行程的执行流程图：

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原文始发于微信公众号（逆向有你）：安卓逆向 -- Android SO文件加载过程探究