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@oro-oro 2015-08-19T18:38:58.000000Z 字数 6172 阅读 2678

二、hello-jni

IDAForAndroid

第一个分析的so就是android-ndk-r10d/samples/hello-jni/。

1. 编译 hello-jni

  1. $ cd android-ndk-r10d/samples/hello-jni/
  2. $ ndk-build
  3. [arm64-v8a] Gdbserver      : [aarch64-linux-android-4.9] libs/arm64-v8a/gdbserver
  4. [arm64-v8a] Gdbsetup       : libs/arm64-v8a/gdb.setup
  5. [x86_64] Gdbserver      : [x86_64-4.9] libs/x86_64/gdbserver
  6. [x86_64] Gdbsetup       : libs/x86_64/gdb.setup
  7. [mips64] Gdbserver      : [mips64el-linux-android-4.9] libs/mips64/gdbserver
  8. [mips64] Gdbsetup       : libs/mips64/gdb.setup
  9. [armeabi-v7a] Gdbserver      : [arm-linux-androideabi-4.8] libs/armeabi-v7a/gdbserver
  10. [armeabi-v7a] Gdbsetup       : libs/armeabi-v7a/gdb.setup
  11. [armeabi] Gdbserver      : [arm-linux-androideabi-4.8] libs/armeabi/gdbserver
  12. [armeabi] Gdbsetup       : libs/armeabi/gdb.setup
  13. [x86] Gdbserver      : [x86-4.8] libs/x86/gdbserver
  14. [x86] Gdbsetup       : libs/x86/gdb.setup
  15. [mips] Gdbserver      : [mipsel-linux-android-4.8] libs/mips/gdbserver
  16. [mips] Gdbsetup       : libs/mips/gdb.setup
  17. [arm64-v8a] Install        : libhello-jni.so => libs/arm64-v8a/libhello-jni.so
  18. [x86_64] Install        : libhello-jni.so => libs/x86_64/libhello-jni.so
  19. [mips64] Install        : libhello-jni.so => libs/mips64/libhello-jni.so
  20. [armeabi-v7a] Install        : libhello-jni.so => libs/armeabi-v7a/libhello-jni.so
  21. [armeabi] Install        : libhello-jni.so => libs/armeabi/libhello-jni.so
  22. [x86] Install        : libhello-jni.so => libs/x86/libhello-jni.so
  23. [mips] Install        : libhello-jni.so => libs/mips/libhello-jni.so
  24. $ cd libs/armeabi
  25. $ ls
  26. gdb.setup  gdbserver  libhello-jni.so

libhello-jni.so 就是要分析的so。

2. 分析

Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI 就是要分析的函数。

IDA反汇编后，如下：

  1. .text:00000C18 ; =============== S U B R O U T I N E =======================================
  2. .text:00000C18
  3. .text:00000C18 ; Attributes: bp-based frame
  4. .text:00000C18
  5. .text:00000C18                 EXPORT Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI
  6. .text:00000C18 Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI
  7. .text:00000C18
  8. .text:00000C18 var_C           = -0xC
  9. .text:00000C18 var_8           = -8
  10. .text:00000C18
  11. .text:00000C18                 STMFD   SP!, {R11,LR}
  12. .text:00000C1C                 ADD     R11, SP, #4
  13. .text:00000C20                 SUB     SP, SP, #8
  14. .text:00000C24                 STR     R0, [R11,#var_8]
  15. .text:00000C28                 STR     R1, [R11,#var_C]
  16. .text:00000C2C                 LDR     R3, [R11,#var_8]
  17. .text:00000C30                 LDR     R3, [R3]
  18. .text:00000C34                 LDR     R3, [R3,#0x29C]
  19. .text:00000C38                 LDR     R0, [R11,#var_8]
  20. .text:00000C3C                 LDR     R2, =(aHelloFromJniCo - 0xC48)
  21. .text:00000C40                 ADD     R2, PC, R2      ; "Hello from JNI !  Compiled with ABI arm"...
  22. .text:00000C44                 MOV     R1, R2
  23. .text:00000C48                 BLX     R3
  24. .text:00000C4C                 MOV     R3, R0
  25. .text:00000C50                 MOV     R0, R3
  26. .text:00000C54                 SUB     SP, R11, #4
  27. .text:00000C58                 LDMFD   SP!, {R11,PC}
  28. .text:00000C58 ; End of function Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI

2.1 重命名和注释

jstring Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI(JNIEnv* env, jobject thiz )
有2个参数，分别存入了r0和r1里面。

经过重命名和简单的注释之后，代码如下：

  1. .text:00000C18                 EXPORT Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI
  2. .text:00000C18 Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI
  3. .text:00000C18
  4. .text:00000C18 jobject         = -0xC
  5. .text:00000C18 env             = -8
  6. .text:00000C18
  7. .text:00000C18                 STMFD   SP!, {R11,LR}
  8. .text:00000C1C                 ADD     R11, SP, #4
  9. .text:00000C20                 SUB     SP, SP, #8      ; 拓展栈空间4*2（用来保存r0和r1）
  10. .text:00000C24                 STR     R0, [R11,#env]  ; 将r0压栈
  11. .text:00000C28                 STR     R1, [R11,#jobject] ; 将r1压栈
  12. .text:00000C2C                 LDR     R3, [R11,#env]
  13. .text:00000C30                 LDR     R3, [R3]
  14. .text:00000C34                 LDR     R3, [R3,#0x29C] ; r3=env + 0x29c
  15. .text:00000C38                 LDR     R0, [R11,#env]  ; r0 = *evn
  16. .text:00000C3C                 LDR     R2, =(aHelloFromJniCo - 0xC48)
  17. .text:00000C40                 ADD     R2, PC, R2      ; "Hello from JNI !  Compiled with ABI arm"...
  18. .text:00000C44                 MOV     R1, R2          ; r1 = "Hello from JNI !  Compiled with ABI arm"
  19. .text:00000C48                 BLX     R3              ; r3为(*env)->NewStringUTF函数地址
  20. .text:00000C4C                 MOV     R3, R0
  21. .text:00000C50                 MOV     R0, R3
  22. .text:00000C54                 SUB     SP, R11, #4
  23. .text:00000C58                 LDMFD   SP!, {R11,PC}
  24. .text:00000C58 ; End of function Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI

2.2 函数地址

函数地址是通过基于寄存器的偏移值传递的。
从上面的代码指定，r3保存了(*env)->NewStringUTF的地址，而地址为env + 0x29c。

(*env)->NewStringUTF这个函数的定义在jni.h中，位置在android-ndk-r10d\platforms\android-19\arch-arm\usr\include\jni.h。

在 jni.h 中，有这么一段声明。

  1. struct _JNIEnv;
  2. struct _JavaVM;
  3. typedef const struct JNINativeInterface* C_JNIEnv;
  5. #if defined(__cplusplus)
  6. typedef _JNIEnv JNIEnv;
  7. typedef _JavaVM JavaVM;
  8. #else
  9. typedef const struct JNINativeInterface* JNIEnv;
  10. typedef const struct JNIInvokeInterface* JavaVM;
  11. #endif

如果使用 C++， JNIEnv 就定义为 _JNIEnv 结构体，第一个字段就是 JNINativeInterface 结构体的指针。
如果使用 C， JNIEnv 就直接定义为 JNINativeInterface 结构体的指针。

所有的函数都是在 JNINativeInterface 和 JNIInvokeInterface 的结构体中；而 NewStringUTF 这个函数是在 JNINativeInterface 中。

*env 的首地址，就是JNINativeInterface结构体的首地址，这意味着通过首地址加上索引值，就可以找到这个的函数了。

每个地址占用4字节的空间。

0x29c/4 = 668/4 = 167，也就是说 JNIInvokeInterface 的第167项的函数，就是以上的 IDA 的调用函数。

观察结构体，从0开始算，第167项，是NewStringUTF函数。

这里保存了JNI的函数序号，可作为参考：
https://github.com/jnr/jnr-ffi/blob/master/src/main/java/jnr/ffi/provider/jffi/JNINativeInterface.java

2.3 显示JNI函数

IDA Pro 支持结构化的数据显示，而且支持从 C/C++ 头文件直接导入结构体定义。

可以通过File->Load file>Parse C header file...来导入头文件。

jni.h 导入前需要修改：
1. 注释掉#include <stdarg.h>
2. 修改#define JNIEXPORT __attribute__ ((visibility ("default")))为#define JNIEXPORT

不过，JNI结构体IDA已经自带，点击界面的Structures标签。

按Insert键，选择JNINativeInterface和JNIInvokeInterface导入即可。
structure

structure

导入结构体之后，不妨Ctrl-+展开结构的偏移，观察NewStringUTF的偏移值。
NewStringUTF函数的偏移

将偏移值显示为函数有2种方式：
1. 右键偏移值。
右键显示函数
2. 选中偏移值，按字母t。
快捷键显示函数

修改后，显示如下：

  1. .text:00000C18
  2. .text:00000C18                 EXPORT Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI
  3. .text:00000C18 Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI
  4. .text:00000C18
  5. .text:00000C18 jobject         = -0xC
  6. .text:00000C18 env             = -8
  7. .text:00000C18
  8. .text:00000C18                 STMFD   SP!, {R11,LR}
  9. .text:00000C1C                 ADD     R11, SP, #4
  10. .text:00000C20                 SUB     SP, SP, #8      ; 拓展栈空间4*2（用来保存r0和r1）
  11. .text:00000C24                 STR     R0, [R11,#env]  ; 将r0压栈
  12. .text:00000C28                 STR     R1, [R11,#jobject] ; 将r1压栈
  13. .text:00000C2C                 LDR     R3, [R11,#env]
  14. .text:00000C30                 LDR     R3, [R3]
  15. .text:00000C34                 LDR     R3, [R3,#JNINativeInterface.NewStringUTF] ; r3=env + 0x29c
  16. .text:00000C38                 LDR     R0, [R11,#env]  ; r0 = *evn
  17. .text:00000C3C                 LDR     R2, =(aHelloFromJniCo - 0xC48)
  18. .text:00000C40                 ADD     R2, PC, R2      ; "Hello from JNI !  Compiled with ABI arm"...
  19. .text:00000C44                 MOV     R1, R2          ; r1 = "Hello from JNI !  Compiled with ABI arm"
  20. .text:00000C48                 BLX     R3              ; r3为(*env)->NewStringUTF函数地址
  21. .text:00000C4C                 MOV     R3, R0
  22. .text:00000C50                 MOV     R0, R3
  23. .text:00000C54                 SUB     SP, R11, #4
  24. .text:00000C58                 LDMFD   SP!, {R11,PC}
  25. .text:00000C58 ; End of function Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI

这样，就清晰了，上面代码就是调用了JNINativeInterface.NewStringUTF，并返回字符串的结果。

再观察一下PseudocodeF5的结果对比，这个结果与显示插件有关。
显示函数之前：

  1. int __fastcall Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI(int a1)
  2. {
  3.   return (*(int (__cdecl **)(int, _DWORD))(*(_DWORD *)a1 + 668))(a1, "Hello from JNI !  Compiled with ABI armeabi.");
  4. }

显示函数之后：

  1. int __fastcall Java_com_example_hellojni_HelloJni_stringFromJNI(int a1)
  2. {
  3.   return (*(int (__cdecl **)(int, _DWORD))(*(_DWORD *)a1 + offsetof(JNINativeInterface, NewStringUTF)))(
  4.            a1,
  5.            "Hello from JNI !  Compiled with ABI armeabi.");
  6. }
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