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为啥 Android 截屏需要 root 权限

热度:697   发布时间:2016-04-28 02:48:18.0
为什么 Android 截屏需要 root 权限

Android 截屏问题

看到很多朋友都有一个需求:那就是截取 Android 的整个屏幕,而且大家都遇到一个相同的问题,没有权限。这篇文章主要从代码的角度分析,问什么需要权限,需要什么样的权限?对截屏方法也有一些分析,欢迎大家讨论。


Android 截屏 -- 传统方法

一般最开始的 Android 截屏程序,都是来源于 Linux 的截屏方法,android 使用的 Linux 内核,那么 Linux 下的截屏方法也就最先被 android 采用。Linux  使用了 framebuffer 管理显示输出,传统的办法就是读取 framebuffer 的数据,然后得到整个屏幕的数据。此方法在 Android3.0 版本之前是也唯一可行的方法。 然而 linux 采用了严格的权限控制 设备文件,framebuffer 也是其控制之一,在 Android 中只有 root , 和 graphic 组用户才有权限读取:

ls -l /dev/graphics/fb0                                       crw-rw---- root     graphics  29,   0 2015-01-16 03:26 fb0

所以要采用读取 framebuffer 的方式实现截屏,应用必须获得 root 权限。

随着 Android 显示系统的变迁,自 Android 4.2 开始, Android 自己增加截屏接口,而且更多的设备采用了多个 framebuffer 使用 overlay 的方式,更有采用硬件 composer 的设备,使得单独读取 framebuffer 并不能截取到,一个完整的屏幕。于是这个方法也渐渐被开发者抛弃。



Android 截屏 -- SurfaceFlinger

在 Android 4.0 里,显示系统采用了新的构架,加入“黄油计划”,同时也添加截屏接口:

status_t SurfaceFlinger::captureScreen(const sp<IBinder>& display,        sp<IMemoryHeap>* heap,        uint32_t* width, uint32_t* height, PixelFormat* format,        uint32_t sw, uint32_t sh,        uint32_t minLayerZ, uint32_t maxLayerZ){    if (CC_UNLIKELY(display == 0))        return BAD_VALUE;    if (!GLExtensions::getInstance().haveFramebufferObject())        return INVALID_OPERATION;    class MessageCaptureScreen : public MessageBase {        SurfaceFlinger* flinger;        sp<IBinder> display;        sp<IMemoryHeap>* heap;        uint32_t* w;        uint32_t* h;        PixelFormat* f;        uint32_t sw;        uint32_t sh;        uint32_t minLayerZ;        uint32_t maxLayerZ;        status_t result;    public:        MessageCaptureScreen(SurfaceFlinger* flinger, const sp<IBinder>& display,                sp<IMemoryHeap>* heap, uint32_t* w, uint32_t* h, PixelFormat* f,                uint32_t sw, uint32_t sh,                uint32_t minLayerZ, uint32_t maxLayerZ)            : flinger(flinger), display(display),              heap(heap), w(w), h(h), f(f), sw(sw), sh(sh),              minLayerZ(minLayerZ), maxLayerZ(maxLayerZ),              result(PERMISSION_DENIED)        {        }        status_t getResult() const {            return result;        }        virtual bool handler() {            Mutex::Autolock _l(flinger->mStateLock);            result = flinger->captureScreenImplLocked(display,                    heap, w, h, f, sw, sh, minLayerZ, maxLayerZ);            return true;        }    };    sp<MessageBase> msg = new MessageCaptureScreen(this,            display, heap, width, height, format, sw, sh, minLayerZ, maxLayerZ);    status_t res = postMessageSync(msg);    if (res == NO_ERROR) {        res = static_cast<MessageCaptureScreen*>( msg.get() )->getResult();    }    return res;}

现在应用可以调用系统接口来截屏,最好的例子就是 screencap : frameworks/base/cmds/screencap/screencap.cpp

然而,系统依然出于安全的考虑,对权限的控制依然严格:使用系统截屏接口需要 READ_FRAMEBUFFER 权限:

        case CAPTURE_SCREEN:        {            // codes that require permission check            IPCThreadState* ipc = IPCThreadState::self();            const int pid = ipc->getCallingPid();            const int uid = ipc->getCallingUid();            if ((uid != AID_GRAPHICS) &&                    !PermissionCache::checkPermission(sReadFramebuffer, pid, uid)) {                ALOGE("Permission Denial: "                        "can't read framebuffer pid=%d, uid=%d", pid, uid);                return PERMISSION_DENIED;            }            break;        }

而且 READ_FRAMEBUFFER 属于 system 级别的权限,非系统应用无法获得,所以在应用程序中声明了使用这个权限,应用程序如果不是 system 程序,依然没有权限。第三方程序要能截屏成功还是需要 root 。



Android 截屏 -- ddms

有的开发者就会发现,就算系统没有 root,依然可以通过 ddms 截屏成功。 为什么 ddms 可以在没有 root 的设备上截屏成功?

ddms 也是调用系统的截屏接口,而且他直接调用的是 screencap:

首先 ddms 通过 adb 发送信号给设备上的 adbd 守护进程,adbd 里面的 framebuffer service (system/core/adb/framebuffer_service.c ) 负责整个截屏过程:

void framebuffer_service(int fd, void *cookie){    struct fbinfo fbinfo;    unsigned int i;    char buf[640];    int fd_screencap;    int w, h, f;    int fds[2];    if (pipe(fds) < 0) goto done;    pid_t pid = fork();    if (pid < 0) goto done;    if (pid == 0) {        dup2(fds[1], STDOUT_FILENO);        close(fds[0]);        close(fds[1]);        const char* command = "screencap";        const char *args[2] = {command, NULL};        execvp(command, (char**)args);        exit(1);    }    fd_screencap = fds[0];    /* read w, h & format */    if(readx(fd_screencap, &w, 4)) goto done;    if(readx(fd_screencap, &h, 4)) goto done;    if(readx(fd_screencap, &f, 4)) goto done;

所以,实际上是 adbd 守护进程启动了 screencap;以没有root 的 mx3 为例:

[email protected]:/ $ ps adbdps adbdUSER     PID   PPID  VSIZE  RSS     WCHAN    PC         NAMEshell     3008  1     4648   272   ffffffff 00000000 S /sbin/adbd[email protected]:/ $ id shellid shelluid=2000(shell) gid=2000(shell) groups=1003(graphics),1004(input),1007(log),1009(mount),1011(adb),1015(sdcard_rw),1028(sdcard_r),3001(net_bt_admin),3002(net_bt),3003(inet),3006(net_bw_stats)

adbd 是以 shell 用户执行的, 而系统为 shell 用户分配 graphics 组,所以 shell 用户是有权限调用 surfaceflinger 的接口的。



总结

以上几种办法,除了 adb 不需要 root ,另外两种都需要 root 才能截屏。当然还有 android 的版本差异,造成接口函数也不一样,具体细节可以查看源代码。要实现自己的截屏功能,提升权限是必须的,但是我们也看到有些程序可以在没有 root 的设备上执行。那么我们可以推测,可以不要 root ,但是提升到 graphics 或者将应用提升到 system 级别都是可行的。希望这篇文章可以帮助还在寻找截屏方法的朋友。


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