Модификация Android. Часть 1.

15 ноября 2013 г.

Несколько лет назад, когда я впервые познакомился с Android, я услышал от своего коллеги по работе, что Android предусматривает возможность установки модифицированных или самодельных прошивок. Признаться, тогда я был далек от этого. И даже пол года назад меня едва интересовали подобные вещи. Глубоко в душе, я был уверен: то, что делает производитель, уже предназначено для нормального использования.

Каково же было мое разочарование, когда я приобрел телефон из поднебесной, где заводскими настройками было запрещено использование Google, Skype, Facebook и других приложений. В принципе, на некоторые вещи можно было закрыть глаза, но когда мой телефон не подразумевал использование учетной записи Google — я взял с себя обещания обязательно разобраться во что бы мне это не стало и модифицировать Android.

В данной серии статей пойдет речь о том, как делать reverse программирование для Android, реализовывать патчи, твики и моды.

Преамбула

И так! Давайте сперва определимся с понятиями, которые будут использоваться в данной статье. Ваше привычное понимание, при этом, может сильно отличаться.

Патч — изменение или замена существующего программного кода с целью модификации алгоритма программы.

Мод — как правило, добавление дополнительного функционала в существующий программный код без изменения алгоритма.

Твик — усовершенствование функционала программы с целью облегчения доступа к параметрам системы.

Также хочу заметить, что все примеры будет взяты для телефона HTC, но это не значит, что данная информация не может быть использована на других телефонах.

Обращаю ваше внимание, что я, как автор, не несу ответственности за возможную потерю данных на вашем телефоне в результате использования информации ниже.

Подготовка среды

Обойдусь без подробных инструкций как пользоваться тем или иным программным обеспечением. Если вам интересна данная статья и вы дочитали до этих строк, то я надеюсь, что вы уже опытный пользователь и имеете опыт использования, ну или хотя бы экспериментирования в данной области. Инструкций, статей и результатов тестирования полно в открытом доступе. Также обойдусь без описания некоторых терминов, иначе статья получится очень большой и нудной. Будем писать только по делу. Уверен, что среда у вас уже давно стоит. Если нет, то предлагаю скачать и установить.

1. Android SDK. Это среда разработки приложений для Андроид. Для того чтобы делать модификации, нам обязательно придется проверять наш программный код. Среда разработки самое лучшее, что мы можем использовать.

2. Android Kitchen. Данная утилита позволит вам работать с образами системных партиций официальной ну или неофициальной прошивки.

3. JD-GUI. Декомпилятор программного кода языка Java. Сразу отмечу, что это самый лучший декомпилятор в плане удобства использования.

4. DJ Java Decompiler. Еще один декомпилятор, или дизассемблер, как некоторые любят называть, программного кода языка Java. Не удобен в плане использования, но разбирает код, который иногда не понимает JD-GUI.

5. smali. Еще один дизассемблер, но уже dalvik кода. smali нужен для дизассемблирования, а backsmali ассемблирования кода.

6. dex2jar. Утилита для конвертации исполняемых файлов Dalvik кода.

Преобразование прошивки

Разумеется, прошивка, которая стоит у вас на телефон от производителя оптимизирована с целью сокращения энергопотребления. Для того чтобы можно было модифицировать прошивку Android, ее необходимо преобразовать в формат, позволяющий изменять код. Для этого используется Android Kitchen. Можно конечно и руками, как я и делал раньше, пока не нашел эту самую «кухню». Как вытаскивать системную область из телефона, устанавливать среду, делать DEODEX прошивки, вы можете прочитать в интернете. Если вам уже ничего не понятно, я думаю стоит повременить со статьей, пока вы не наберете достаточно опыта.

После того, как прошивка из оптимизированного вида (ODEX — оптимизированный dalvik исполняемый код, если мне не изменяет память) стала DEODEX (то бишь НЕ оптимизированной), все исполняемые файлы готовы к модификации.

Непосредственно модификации

Создание патчей

Как я уже и рассказывал, мой телефон изначально имел запрет на использование Google. Ну хоть ты тресни, на Playstore не зайти, учетную запись не настроить, телефонная книга толком не синхронизируется. Зачем нужен такой Android? Долго копаясь в логах (logcat) самого устройства, я нашел записи, которые говорили о том, что использование Google запрещено. Самое не удобное в Android, вы видите лог, но не знаете какое системное приложение его производит. Чтобы отыскать от куда ноги растут, мне пришлось распотрошить все системные приложения до дизассемблированного Java кода. Это заняло достаточно времени, но я до сих пор пользуюсь проделанной работой при анализе и поиске нужного кода. Этапы получения подобного инструментария следующие:

1. Сделать DEODEX всей прошивки

2. Вашу новую DEODEX прошивку надо будет собрать и прошить на телефон. Как это делается — тема другой статьи.

3. Из каждого файла, находящегося в /system/framework вытащить файл classes.dex и переконвертировать в JAR посредством dex2jar.

4. Каждый полученный JAR открыть в JD-GUI и пере-сохранить в исходный код

5. Распаковать исходный код из архива.

В итоге у меня получилось столько папок, сколько было JAR файлов в /system/framework, и каждая папка имела структуру исходных кодов Java.

Путем несложных манипуляций, я быстро отыскал то место, которое генерировало записи в logcat.

Не будем рассматривать всю логику запрета, так как для каждого случая это отдельная история. Мне пришлось потратить пару часов, прежде чем я нашел где производятся проверки, построить в голове блок схему алгоритма и понять куда надо лезть, чтобы алгоритм чуть чуть «попортить».

Оказалось все просто. Есть подпрограмма, которая на основе заранее установленных констант, при обращении отвечала, относится ли телефон к Китаю или же нет.

Код находился в файле HTCExtension.jar, а класс, который содержал данную подпрограмму находился в \com\htc\util\contacts\BuildUtils$Customization.java

Распаковка и анализ оригинального файла

1. Сперва нам надо взять оригинальный DEODEX JAR файл, который отвечает за нужную нам часть кода. В нашем случае HTCExtension.jar.

2. Открыть любым архиватором и вытащить от туда classes.dex

3. С помощью конвертера dex2jar преобразовать его в JAR файл. Команда: dex2jar.bat classes.dex

4. Открыть полученный classes_dex2jar.jar файл в JD-GUI.

5. Да, чаще всего JD-GUI декомпилирует код не так как он выглядит в оригинале, оно и понятно, но читать вполне можно. В исходнике мы видим, что подпрограмма проверяет параметры проекта и языковой флаг прошивки. В нашем прискорбном случае возвращается значение TRUE.

    public static boolean isChina()
    {
      if ((HtcBuildFlag.Htc_PROJECT_flag == 216) || (HtcBuildFlag.Htc_PROJECT_flag == 218) || (HtcBuildFlag.Htc_PROJECT_flag == 23));
      while (((HtcBuildFlag.Htc_PROJECT_flag == 1) && (2 == HtcBuildFlag.Htc_LANGUAGE_flag)) || (HtcBuildFlag.Htc_PROJECT_flag == 27))
        return true;
      return false;
    }

6. Чтобы сделать патч, нам надо дизассемблировать сам Dalvik код. Для этого используем baksmali. Удобнее всего создать отдельную папку и положить туда три файла вместе: HTCExtension.jar, smali.jar и baksmali.jar. Даем команду java -Xmx512m -jar baksmali.jar -a -d -o HTCExtension -x HTCExtension.jar

— это API вашей версии Android. Для JB — это 16

— папка, где находятся все фреймворки прошивки.

В моем случае это была команда

java -Xmx512m -jar baksmali.jar -a 16 -d S:\dev\Android\Android-Kitchen\WORKING_JB_15\system\framework -o HTCExtension -x HTCExtension.jar

7. В нашей вновь созданной папке появилась папка HTCExtension, а в ней наши файлы с Dalvik кодом.

8. Отыскиваем файл по пути \com\htc\util\contacts\BuildUtils$Customization.java и смотрим код:

.method public static isChina()Z
    .registers 3

    .prologue
    const/4 v0, 0x1

    .line 276
    sget-short v1, Lcom/htc/htcjavaflag/HtcBuildFlag;->Htc_PROJECT_flag:S

    const/16 v2, 0xd8

    if-eq v1, v2, :cond_13

    sget-short v1, Lcom/htc/htcjavaflag/HtcBuildFlag;->Htc_PROJECT_flag:S

    const/16 v2, 0xda

    if-eq v1, v2, :cond_13

    sget-short v1, Lcom/htc/htcjavaflag/HtcBuildFlag;->Htc_PROJECT_flag:S

    const/16 v2, 0x17

    if-ne v1, v2, :cond_14

    .line 297
    :cond_13
    :goto_13
    return v0

    .line 283
    :cond_14
    sget-short v1, Lcom/htc/htcjavaflag/HtcBuildFlag;->Htc_PROJECT_flag:S

    if-ne v1, v0, :cond_1d

    .line 285
    const/4 v1, 0x2

    sget-short v2, Lcom/htc/htcjavaflag/HtcBuildFlag;->Htc_LANGUAGE_flag:S

    if-eq v1, v2, :cond_13

    .line 291
    :cond_1d
    sget-short v1, Lcom/htc/htcjavaflag/HtcBuildFlag;->Htc_PROJECT_flag:S

    const/16 v2, 0x1b

    if-eq v1, v2, :cond_13

    .line 297
    const/4 v0, 0x0

    goto :goto_13
.end method

9. Страшно, не правда ли? Ничего же не понятно. Но, это дело поправимое. Создав несколько своих патчей и набив тем самым руку, вы легко сможете модифицировать Android код без сторонних средств. В нашем случае, в этом коде

    .prologue
    const/4 v0, 0x1

происходит присваивание переменной v0 значение 1, то есть TRUE. Далее идут всякие проверки, и если телефон не китайский, то значение переменной изменяется:

    .line 297
    const/4 v0, 0x0

    goto :goto_13

10. Самый простой способ спасти отца русской демократии, это изменить код на следующий:

    .prologue
    const/4 v0, 0x0

, то есть поменять значение переменной с 1 на 0. То есть что бы ни было, всегда бы возвращалось значение FALSE и в JD-GUI код выглядел бы как

    public static boolean isChina()
    {
      if ((HtcBuildFlag.Htc_PROJECT_flag == 216) || (HtcBuildFlag.Htc_PROJECT_flag == 218) || (HtcBuildFlag.Htc_PROJECT_flag == 23));
      while (((HtcBuildFlag.Htc_PROJECT_flag == 1) && (2 == HtcBuildFlag.Htc_LANGUAGE_flag)) || (HtcBuildFlag.Htc_PROJECT_flag == 27))
        return false;
      return false;
    }

11. Да, метод, будет работать. Но мы же не ищем легких путей — это раз. Во-вторых не совсем красиво. Хочется кода что-то вроде

    public static boolean isChina()
    {
      return false;
    }

12. А как нам получить Dalvik код данного исходного кода? Для новичков мы сделаем небольшой трюк.

Создание Dalvik кода

1. Открываем Android SDK.

2. Создаем новый проект, и в наш единственный тестовый класс пишем следующий код

package ru.habrahabr.test;

public class test
{
	public static boolean isChina()
	{
		return false;
	}
}

3. Компилируем наш проект и затем берем собранное приложение из рабочей области.

4. Кладем собранное приложение в папку, где мы с вами потрошили JAR файл.

5. Даем команду java -Xmx512m -jar baksmali.jar -a -d -o test -x test .apk

6. Мы дизассемблировали только что собранное приложение в Dalvik код.

7. Открываем наш файлик test.smali и видим там код

.method public static isChina()Z
    .registers 1

    .prologue
    .line 7
    const/4 v0, 0x0

    return v0
.end method

8. Все, код для патчинга готов.

Накатывание патча

1. Dalvik код замусорен маркерами, указывающими строку кода в оригинальном исходном файле. Это нужно при выводе ошибок, если таковые имеются в вашей программе. Без указаний строк код также прекрасно работает.

2. Удаляем строки с нумерацией строк, копируем и заменяем метод (подпрограмму) в нашем \com\htc\util\contacts\BuildUtils$Customization.java файле.

.method public static isChina()Z
    .registers 1

    .prologue
    const/4 v0, 0x0

    return v0
.end method

3. Сохраняем файл. Да, забыл сказать, редактор нужен нормальный, например Notepad++ или EditPlus. Кому какой нравится.

Компиляция и сборка патченного JAR файла

1. С помощью backsmali мы распотрошили наш JAR файл, а теперь его надо собрать обратно.

2. Даем команду java -Xmx512m -jar smali.jar -a 16 HTCExtension -o classes.dex

3. В нашей папочке появляется файлик classes.dex

4. Снова открываем HTCExtension.jar файл архиватором и заменяем в нем существующий classes.dex на наш только что созданный.

5. Все, наш HTCExtension.jar содержит модифицированный программный код.

Замена оригинального файла на патченный

Обычно, для рядовых пользователей создаются специальные скрипты, которые через recovery заменяются. Но нам такое не интересно. Во-первых долго и нудно, во-вторых мы же опытные пользователи и можем себе позволить некоторые тонкости для модификации прошивки Android.

1. Заменить текущий рабочий файл можно следующими командами, если у вас уже стоит DEODEX прошивка и имеется root доступ:

adb push HTCExtension.jar /sdcard/HTCExtension.jar
adb shell
su
mount -o remount -rw /system
dd if=/system/framework/HTCExtension.jar of=/system/framework/HTCExtension.jar.back
dd if=/sdcard/HTCExtension.jar of=/system/framework/HTCExtension.jar
chmod 644 /system/framework/HTCExtension.jar
rm /data/dalvik-cache/system@framework@HTCExtension.jar@classes.dex
reboot

1-ая команда закидывает патченный файл на флешку
2-ая команда открывает shell
3-ая команда дает root доступ
4-ая команда монтирует систему в режим чтения/записи
5-ая команда делает резервную копию файла
6-ая команда перезаписывает существующий файл новым патченным.
7-ая команда настраивает разрешения
8-ая команда удаляет кэш
9-ая команда делает перезагрузку устройства.

2. Спасибо что дочитали до этого пункта, осталось немного.

3. После перезагрузки ваш новый патченный код вступит в силу.

4. Если код не работает или выскакивает ошибка, то путем не хитрых комбинаций можно вернуть назад резервную копию.

adb shell
su
mount -o remount -rw /system
dd if=/system/framework/HTCExtension.jar.back  of=/system/framework/HTCExtension.jar
rm /data/dalvik-cache/system@framework@HTCExtension.jar@classes.dex
reboot

Эпилог

Да, кому-то показалось данная статья слишком специфичной, кому-то мало-понятной, а кому-то бесполезной. Я специально обошелся без углубленной детализации и иллюстраций как это все выглядит в живую и на практике. Во-первых, данный труд будет неблагодарный и только породить еще больше вопросов. Во-вторых, не хочу видеть армию пользователей на форумах, которые жалуются, что убили свой телефон после модификации прошивки Android.

К следующей статье я расскажу как делать Твики. Будет пример использования автоматической записи телефонных звонков родными средствами телефона. Спасибо за ваше внимание.

Написал Нурлан Муханов aka Falseclock.

Теги: Java
рубрика Android