APEX

简介

Android Pony EXpress (APEX) 是 Android 10 中引入的一种容器格式，用于较低级别系统模块的安装流程中。此格式可帮助更新不适用于标准 Android 应用模型的系统组件。一些示例组件包括原生服务和原生库、硬件抽象层 (HAL))、运行时 (ART) 以及类库。

架构

目前官网的模块化列表：

模块名称	软件包名称	类型	推出的版本
adbd	com.android.adbd	APEX	Android 11
ART	com.android.art	APEX	Android 12
强制门户登录	com.android.captiveportallogin	APK	Android 10
CellBroadcast	com.android.cellbroadcast	APEX	Android 11
Conscrypt	com.android.conscrypt	APEX	Android 10
设备调度	com.android.scheduling	APEX	Android 12
DNS 解析器	com.android.resolv	APEX	Android 10
DocumentsUI	com.android.documentsui	APK	Android 10
ExtServices	com.android.ext.services	APK (Android 10)APEX (Android 11)	Android 10
IPsec/IKEv2 库	com.android.ipsec	APEX	Android 11
媒体编解码器	com.android.media.swcodec	APEX	Android 10
媒体	com.android.media	APEX	Android 10（提取器、MediaSession API）Android 11 (MediaParser API)
MediaProvider	com.android.mediaprovider	APEX	Android 11
ModuleMetadata	com.android.modulemetadata	APK	Android 10
网络堆栈权限配置	com.android.networkstack.permissionconfig	APK	Android 10
网络组件	com.android.networkstack	APK	Android 10
NNAPI 运行时	com.android.neuralnetworks	APK	Android 11
PermissionController	com.android.permissioncontroller	APK	Android 10
SDK 扩展	com.android.sdkext	APEX	Android 11
Statsd	com.android.os.statsd	APEX	Android 11
网络共享	com.android.tethering	APK	Android 11
时区数据	com.android.tzdata	APEX	Android 10
Wi-Fi	com.android.wifi.apex	APEX	Android 11

APEX 格式

APEX 文件

系统编译后 apex 文件通常放在 /system/apex/ 目录下，下面以 wifi 模块的 apex 为例：

META-INF

这个跟 APK 一样存放文件签名信息。
AndroidManifest.xml

含包名称和版本信息，可以使用 aapt 工具查看。
apex_payload.img

由 dm-verity 支持的 ext2 文件系统映像，ubuntu 上双击即可打开。

apex 支持的文件类型：
- 本机共享库
- 本机可执行文件
- JAR文件
- 数据文件
- 配置文件
apex_pubkey

是用于对文件系统映像进行签名的公钥。在运行时，此密钥可确保下载的 APEX 使用在内置分区中签署相同 APEX 的同一实体进行签名。

APEX 签名

使用两种方式为 APEX 文件签名。第一种方式是使用密钥为 apex_payload.img文件签名。第二种方式是使用 APK 签名方案 v3 为整个 APEX 签名。在此过程中使用两个不同的密钥。

内置APEX

APEX文件可以位于内置分区中，例如 /system 分区；分区已经通过 dm-verity 校验，因此APEX文件直接安装在 loop 设备上。

如果内置分区中存在 APEX，可以通过提供具有相同软件包名称和更高或相同版本代码的 APEX 软件包来更新 APEX。新的 APEX 存储在 /data中，与 APK 类似，新安装的版本会替换内置分区中已存在的版本。但与 APK 不同的是，新安装的 APEX 版本仅在重新启动后才会激活。

如何构建 APEX

工程创建

apex 工程通常都命名为 apex ，工程一般包含以下内容：Android.bp，AndroidManifest.xml，apex_manifest.json， .avbpubkey， .pem，framework/。

创建 AndroidManifest.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!--
 * Copyright (C) 2019 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.
 -->
<manifest xmlns:android="<http://schemas.android.com/apk/res/android>"
          package="com.haley.demo">
    <!-- APEX does not have classes.dex -->
    <application android:hasCode="false" />
    <!-- Setting maxSdk to lock the module to R. minSdk is auto-set by build system -->
</manifest>

创建 apex_manifest.json

{
  "name": "com.haley.demo",
  "version": 1
}

创建 Android.bp

apex_defaults {
    name: "com.haley.demo-defaults",
   //设置AndroidManifest.xml
    androidManifest: "AndroidManifest.xml",
    
    //设置vbmeta签名
    key: "com.haley.demo.key",
    //设置zip签名，这里使用系统自带的签名，也可以自定义
    certificate: "platform",
}

 
apex_key {
    name: "com.haley.demo.key",
    public_key: "com.haley.demo.avbpubkey",
    private_key: "com.haley.demo.pem"
}

apex {
		// 设置apex name
    name: "com.haley.demo",
   // 设置 apex_manifest.json
    manifest: "apex_manifest.json",
   
    defaults:["com.haley.demo-defaults"],
}

生成签名，下面以com.haley.demo为例：

openssl genrsa -out com.haley.demo.pem 4096
avbtool extract_public_key --key com.haley.demo.pem --output com.haley.demo.avbpubkey

签名注意 apex_key 的 name 要和 .key、*.avbpubkey 命名要一致。

添加 file_context

需要为 apex 添加一个 file_context，文件位于 /system/sepolicy/apex/com.haley.demo-file_contexts。
```
(/.*)?                u:object_r:system_file:s0
```
编译 apex

直接使用 mmm 编译 apex 模块即可。
产物

编译 apex 模块时，会在 out/soong/.intermediates/device/generic/haley/apex/test 生成 apex 的临时文件。编译成功后拷贝到 out/target/product/generic_x86_64/system/apex 目录下。

安装 APEX

apex 可以使用adb 直接安装：

adb install apex_file_name
adb reboot

安装成功之后，系统会提示你重启生效。

设备重启之后就可以在系统的 /apex 目录下找到我们安装的apex。

APEX 应用

添加一个app

修改 Android.bp 在 apex {} 中设置apps 字段，如下所示：

apex {
     //... 省略部分代码
	   apps: ["JniDemo",],
}

添加一个jar

首先创建要添加的 jar 模块，如下所示:

修改 Android.bp 在 apex {} 中设置java_libs 字段，如下所示：

apex {
     //... 省略部分代码
	   java_libs: ["JarDemo", "com.haley.demoapi"],
}

注意：要在 jar 模块的 Android.bp 中需要添加 apex_available 字段，否则会包 "com.haley.demo" requires "JarDemo" that is not available for the APEX 异常。

添加一个so

首先创建要添加的 so 模块，如下所示:

修改 Android.bp 在 apex {} 中设置native_shared_libs 字段，如下所示：

apex {
     //... 省略部分代码
	  native_shared_libs: ["libdbus"],
}

跟添加 jar 模块一样，需要设置apex_available 字段。

apex 版本升级

如果 apex 版本需要升级，只需要修改 apex_manifest.json 中的 version 版本号即可：

{
  "name": "com.haley.demo",
  "version": 3
}

APEX 基础篇