ronnie
2022-10-14 1504bb53e29d3d46222c0b3ea994fc494b48e153
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
/*
 * Copyright (C) 2018 The Android Open Source Project
 *
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 */
 
#include "veridex.h"
 
#include <android-base/file.h>
 
#include "dex/dex_file.h"
#include "dex/dex_file_loader.h"
#include "hidden_api.h"
#include "hidden_api_finder.h"
#include "precise_hidden_api_finder.h"
#include "resolver.h"
 
#include <cstdlib>
#include <sstream>
 
namespace art {
 
static VeriClass z_(Primitive::Type::kPrimBoolean, 0, nullptr);
static VeriClass b_(Primitive::Type::kPrimByte, 0, nullptr);
static VeriClass c_(Primitive::Type::kPrimChar, 0, nullptr);
static VeriClass s_(Primitive::Type::kPrimShort, 0, nullptr);
static VeriClass i_(Primitive::Type::kPrimInt, 0, nullptr);
static VeriClass f_(Primitive::Type::kPrimFloat, 0, nullptr);
static VeriClass d_(Primitive::Type::kPrimDouble, 0, nullptr);
static VeriClass j_(Primitive::Type::kPrimLong, 0, nullptr);
static VeriClass v_(Primitive::Type::kPrimVoid, 0, nullptr);
 
VeriClass* VeriClass::boolean_ = &z_;
VeriClass* VeriClass::byte_ = &b_;
VeriClass* VeriClass::char_ = &c_;
VeriClass* VeriClass::short_ = &s_;
VeriClass* VeriClass::integer_ = &i_;
VeriClass* VeriClass::float_ = &f_;
VeriClass* VeriClass::double_ = &d_;
VeriClass* VeriClass::long_ = &j_;
VeriClass* VeriClass::void_ = &v_;
 
// Will be set after boot classpath has been resolved.
VeriClass* VeriClass::object_ = nullptr;
VeriClass* VeriClass::class_ = nullptr;
VeriClass* VeriClass::class_loader_ = nullptr;
VeriClass* VeriClass::string_ = nullptr;
VeriClass* VeriClass::throwable_ = nullptr;
VeriMethod VeriClass::forName_ = nullptr;
VeriMethod VeriClass::getField_ = nullptr;
VeriMethod VeriClass::getDeclaredField_ = nullptr;
VeriMethod VeriClass::getMethod_ = nullptr;
VeriMethod VeriClass::getDeclaredMethod_ = nullptr;
VeriMethod VeriClass::getClass_ = nullptr;
VeriMethod VeriClass::loadClass_ = nullptr;
VeriField VeriClass::sdkInt_ = nullptr;
 
static const char* kDexFileOption = "--dex-file=";
static const char* kStubsOption = "--core-stubs=";
static const char* kFlagsOption = "--api-flags=";
static const char* kImprecise = "--imprecise";
static const char* kTargetSdkVersion = "--target-sdk-version=";
static const char* kOnlyReportSdkUses = "--only-report-sdk-uses";
 
struct VeridexOptions {
  const char* dex_file = nullptr;
  const char* core_stubs = nullptr;
  const char* flags_file = nullptr;
  bool precise = true;
  int target_sdk_version = 28; /* P */
  bool only_report_sdk_uses = false;
};
 
static const char* Substr(const char* str, int index) {
  return str + index;
}
 
static bool StartsWith(const char* str, const char* val) {
  return strlen(str) >= strlen(val) && memcmp(str, val, strlen(val)) == 0;
}
 
static void ParseArgs(VeridexOptions* options, int argc, char** argv) {
  // Skip over the command name.
  argv++;
  argc--;
 
  for (int i = 0; i < argc; ++i) {
    if (StartsWith(argv[i], kDexFileOption)) {
      options->dex_file = Substr(argv[i], strlen(kDexFileOption));
    } else if (StartsWith(argv[i], kStubsOption)) {
      options->core_stubs = Substr(argv[i], strlen(kStubsOption));
    } else if (StartsWith(argv[i], kFlagsOption)) {
      options->flags_file = Substr(argv[i], strlen(kFlagsOption));
    } else if (strcmp(argv[i], kImprecise) == 0) {
      options->precise = false;
    } else if (StartsWith(argv[i], kTargetSdkVersion)) {
      options->target_sdk_version = atoi(Substr(argv[i], strlen(kTargetSdkVersion)));
    } else if (strcmp(argv[i], kOnlyReportSdkUses) == 0) {
      options->only_report_sdk_uses = true;
    }
  }
}
 
static std::vector<std::string> Split(const std::string& str, char sep) {
  std::vector<std::string> tokens;
  std::string tmp;
  std::istringstream iss(str);
  while (std::getline(iss, tmp, sep)) {
    tokens.push_back(tmp);
  }
  return tokens;
}
 
class Veridex {
 public:
  static int Run(int argc, char** argv) {
    VeridexOptions options;
    ParseArgs(&options, argc, argv);
    android::base::InitLogging(argv);
 
    if (!options.dex_file) {
      LOG(ERROR) << "Required argument '" << kDexFileOption << "' not provided.";
      return 1;
    }
 
    gTargetSdkVersion = options.target_sdk_version;
 
    std::vector<std::string> boot_content;
    std::vector<std::string> app_content;
    std::vector<std::unique_ptr<const DexFile>> boot_dex_files;
    std::vector<std::unique_ptr<const DexFile>> app_dex_files;
    std::string error_msg;
 
    // Read the boot classpath.
    std::vector<std::string> boot_classpath = Split(options.core_stubs, ':');
    boot_content.resize(boot_classpath.size());
    uint32_t i = 0;
    for (const std::string& str : boot_classpath) {
      if (!Load(str, boot_content[i++], &boot_dex_files, &error_msg)) {
        LOG(ERROR) << error_msg;
        return 1;
      }
    }
 
    // Read the apps dex files.
    std::vector<std::string> app_files = Split(options.dex_file, ':');
    app_content.resize(app_files.size());
    i = 0;
    for (const std::string& str : app_files) {
      if (!Load(str, app_content[i++], &app_dex_files, &error_msg)) {
        LOG(ERROR) << error_msg;
        return 1;
      }
    }
 
    // Resolve classes/methods/fields defined in each dex file.
 
    // Cache of types we've seen, for quick class name lookups.
    TypeMap type_map;
    // Add internally defined primitives.
    type_map["Z"] = VeriClass::boolean_;
    type_map["B"] = VeriClass::byte_;
    type_map["S"] = VeriClass::short_;
    type_map["C"] = VeriClass::char_;
    type_map["I"] = VeriClass::integer_;
    type_map["F"] = VeriClass::float_;
    type_map["D"] = VeriClass::double_;
    type_map["J"] = VeriClass::long_;
    type_map["V"] = VeriClass::void_;
 
    // Cache of resolvers, to easily query address in memory to VeridexResolver.
    DexResolverMap resolver_map;
 
    std::vector<std::unique_ptr<VeridexResolver>> boot_resolvers;
    Resolve(boot_dex_files, resolver_map, type_map, &boot_resolvers);
 
    // Now that boot classpath has been resolved, fill classes and reflection
    // methods.
    VeriClass::object_ = type_map["Ljava/lang/Object;"];
    VeriClass::class_ = type_map["Ljava/lang/Class;"];
    VeriClass::class_loader_ = type_map["Ljava/lang/ClassLoader;"];
    VeriClass::string_ = type_map["Ljava/lang/String;"];
    VeriClass::throwable_ = type_map["Ljava/lang/Throwable;"];
    VeriClass::forName_ = boot_resolvers[0]->LookupDeclaredMethodIn(
        *VeriClass::class_, "forName", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/Class;");
    VeriClass::getField_ = boot_resolvers[0]->LookupDeclaredMethodIn(
        *VeriClass::class_, "getField", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/reflect/Field;");
    VeriClass::getDeclaredField_ = boot_resolvers[0]->LookupDeclaredMethodIn(
        *VeriClass::class_, "getDeclaredField", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/reflect/Field;");
    VeriClass::getMethod_ = boot_resolvers[0]->LookupDeclaredMethodIn(
        *VeriClass::class_,
        "getMethod",
        "(Ljava/lang/String;[Ljava/lang/Class;)Ljava/lang/reflect/Method;");
    VeriClass::getDeclaredMethod_ = boot_resolvers[0]->LookupDeclaredMethodIn(
        *VeriClass::class_,
        "getDeclaredMethod",
        "(Ljava/lang/String;[Ljava/lang/Class;)Ljava/lang/reflect/Method;");
    VeriClass::getClass_ = boot_resolvers[0]->LookupDeclaredMethodIn(
        *VeriClass::object_, "getClass", "()Ljava/lang/Class;");
    VeriClass::loadClass_ = boot_resolvers[0]->LookupDeclaredMethodIn(
        *VeriClass::class_loader_, "loadClass", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/Class;");
 
    VeriClass* version = type_map["Landroid/os/Build$VERSION;"];
    if (version != nullptr) {
      VeriClass::sdkInt_ = boot_resolvers[0]->LookupFieldIn(*version, "SDK_INT", "I");
    }
 
    std::vector<std::unique_ptr<VeridexResolver>> app_resolvers;
    Resolve(app_dex_files, resolver_map, type_map, &app_resolvers);
 
    // Find and log uses of hidden APIs.
    HiddenApi hidden_api(options.flags_file, options.only_report_sdk_uses);
    HiddenApiStats stats;
 
    HiddenApiFinder api_finder(hidden_api);
    api_finder.Run(app_resolvers);
    api_finder.Dump(std::cout, &stats, !options.precise);
 
    if (options.precise) {
      PreciseHiddenApiFinder precise_api_finder(hidden_api);
      precise_api_finder.Run(app_resolvers);
      precise_api_finder.Dump(std::cout, &stats);
    }
 
    DumpSummaryStats(std::cout, stats, options);
 
    if (options.precise) {
      std::cout << "To run an analysis that can give more reflection accesses, " << std::endl
                << "but could include false positives, pass the --imprecise flag. " << std::endl;
    }
 
    return 0;
  }
 
 private:
  static void DumpSummaryStats(std::ostream& os,
                               const HiddenApiStats& stats,
                               const VeridexOptions& options) {
    static const char* kPrefix = "       ";
    if (options.only_report_sdk_uses) {
      os << stats.api_counts[hiddenapi::ApiList::Whitelist().GetIntValue()]
         << " SDK API uses." << std::endl;
    } else {
      os << stats.count << " hidden API(s) used: "
         << stats.linking_count << " linked against, "
         << stats.reflection_count << " through reflection" << std::endl;
      for (size_t i = 0; i < hiddenapi::ApiList::kValueCount; ++i) {
        hiddenapi::ApiList api_list = hiddenapi::ApiList(i);
        if (api_list != hiddenapi::ApiList::Whitelist()) {
          os << kPrefix << stats.api_counts[i] << " in " << api_list << std::endl;
        }
      }
    }
  }
 
  static bool Load(const std::string& filename,
                   std::string& content,
                   std::vector<std::unique_ptr<const DexFile>>* dex_files,
                   std::string* error_msg) {
    if (filename.empty()) {
      *error_msg = "Missing file name";
      return false;
    }
 
    // TODO: once added, use an api to android::base to read a std::vector<uint8_t>.
    if (!android::base::ReadFileToString(filename.c_str(), &content)) {
      *error_msg = "ReadFileToString failed for " + filename;
      return false;
    }
 
    const DexFileLoader dex_file_loader;
    DexFileLoaderErrorCode error_code;
    static constexpr bool kVerifyChecksum = true;
    static constexpr bool kRunDexFileVerifier = true;
    if (!dex_file_loader.OpenAll(reinterpret_cast<const uint8_t*>(content.data()),
                                 content.size(),
                                 filename.c_str(),
                                 kRunDexFileVerifier,
                                 kVerifyChecksum,
                                 &error_code,
                                 error_msg,
                                 dex_files)) {
      if (error_code == DexFileLoaderErrorCode::kEntryNotFound) {
        LOG(INFO) << "No .dex found, skipping analysis.";
        return true;
      }
      return false;
    }
 
    return true;
  }
 
  static void Resolve(const std::vector<std::unique_ptr<const DexFile>>& dex_files,
                      DexResolverMap& resolver_map,
                      TypeMap& type_map,
                      std::vector<std::unique_ptr<VeridexResolver>>* resolvers) {
    for (const std::unique_ptr<const DexFile>& dex_file : dex_files) {
      VeridexResolver* resolver =
          new VeridexResolver(*dex_file.get(), resolver_map, type_map);
      resolvers->emplace_back(resolver);
      resolver_map[reinterpret_cast<uintptr_t>(dex_file->Begin())] = resolver;
    }
 
    for (const std::unique_ptr<VeridexResolver>& resolver : *resolvers) {
      resolver->Run();
    }
  }
};
 
}  // namespace art
 
int main(int argc, char** argv) {
  return art::Veridex::Run(argc, argv);
}