在APP中如何使用系统属性执行shell脚本

我要蓝
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背景

前不久有一个白名单的需求，之前的实现方式由APP来调用framework中添加的接口，再调用到system/netd/ ，之后在执行iptables的命令来设置防火墙规则，详情可见这篇： Android11 iptables实现网络防火墙

但是用这种方式后发现，当防火墙的需求发生变化，每次在firewallController中修改iptables命令，都需要重新增量编译，浪费调试时间，于是有了该篇

本篇主要内容不是为实现白名单需求，而是介绍如何在APP中通过系统属性调用Shell脚本

方案

本次方案的具体方式为

  1. 当APP添加白名单时，将该规则按指定格式添加到一个文件中，假设文件保存在/data/netWhiteList.txt 
    # 格式
IP:192.168.1.1 Netmask:24 Port:8000
  2. 编写Shell脚本，内容是大概为: 根据白名单文件，遍历文件内规则，执行iptables命令，设置防火墙规则
  3. 将Shell脚本添加到rc文件中，设置为service
  4. 设置Shell脚本的se权限
  5. 通过系统属性来调用ctl.start拉起service，执行特定的脚本，还可以指定参数

属性 ctrl.start 和 ctrl.stop 是用来启动和停止服务。这里的服务是指定义在 rc 后缀文件中的服务。当我们向 ctrl.start 属性写入一个值时，属性服务将使用该属性值作为服务名找到该服务，启动该服务。这项服务的启动结果将会放入 init.svc.<服务名> 属性中，可以通过查询这个属性值，以确定服务是否已经启动。

平台

展锐 T618 Android11

实现

  1. APP中增加规则，向/data/netWhiteList.txt文件中按指定格式写入规则，记得换行

    // all white list file
public static final String WHITE_LIST_FILE_PATH = "/data/networkWhiteList.txt";
// temp add rule 
public static final String WHITE_LIST_TEMP_ADD_FILE_PATH = "/data/temp_add.txt";

public void writeRuleToFile(String rule) {
    if (TextUtils.isEmpty(rule)) {
        return;
    }
    FileWriter writer;
    FileWriter tempWriter;
    File file = new File(Constants.WHITE_LIST_FILE_PATH);
    File tempFile = new File(Constants.WHITE_LIST_TEMP_ADD_FILE_PATH);
    try {
        if (!file.exists()) {
            file.createNewFile();
        }
        if (!tempFile.exists()) {
            tempFile.createNewFile();
        }
    } catch (IOException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
    if (!file.exists()) {
        LogUtil.e(TAG, "can't create new File: " + Constants.WHITE_LIST_FILE_PATH);
    }
    try {
        writer = new FileWriter(Constants.WHITE_LIST_FILE_PATH);
        tempWriter = new FileWriter(Constants.WHITE_LIST_TEMP_ADD_FILE_PATH);
        writer.append(rule).append("\\n");
        writer.flush();
        tempWriter.write(rule);
        tempWriter.write("\\n");
        LogUtil.d(TAG, "write rule: " + rule + " over");
        doFirewallCtl(ACTION_ADD);
        writer.close();
        tempWriter.close();
        tempFile.delete();
    } catch (IOException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
}

  2. 编写Shell脚本，我对Shell脚本实际写的不多，找ChatGPT写完改改还是很是能用，位置的话根据项目情况放置，我这边放在源码/device/sprd/mpool/xxx/module目录下，只要能拷贝到设备中就行，shell脚本内容如下：

    #!/system/bin/sh

PARSE_FILE=/data/networkWhiteList.txt
TEMP_ADD_FILE=/data/temp_add.txt
TEMP_REMOVE_FILE=/data/temp_delete.txt
LOG_FILE=/sdcard/firewall_log.txt

function load_rules() {
    while read -r line
    do
        ip=$(echo "$line" | awk -F ' ' '{print $1}' | awk -F ':' '{print $2}')
        netmask=$(echo "$line" | awk -F ' ' '{print $2}' | awk -F ':' '{print $2}')
        port=$(echo "$line" | awk -F ' ' '{print $3}' | awk -F ':' '{print $2}')
        add_drop_rule $ip $netmask
        echo "load rule IP: $ip Netmask: $netmask Port: $port  $(date "+%Y-%m-%d %H:%M:%S")" >> $LOG_FILE
        # fi
    done < $PARSE_FILE
}

function add_rule() {
    do
        ip=$(echo "$line" | awk -F ' ' '{print $1}' | awk -F ':' '{print $2}')
        netmask=$(echo "$line" | awk -F ' ' '{print $2}' | awk -F ':' '{print $2}')
        port=$(echo "$line" | awk -F ' ' '{print $3}' | awk -F ':' '{print $2}')
        add_drop_rule $ip $netmask
        echo "add rule IP: $ip Netmask: $netmask Port: $port  $(date "+%Y-%m-%d %H:%M:%S")" >> $LOG_FILE
        # fi
    done < $TEMP_ADD_FILE
}

function remove_rule() {
    do
        ip=$(echo "$line" | awk -F ' ' '{print $1}' | awk -F ':' '{print $2}')
        netmask=$(echo "$line" | awk -F ' ' '{print $2}' | awk -F ':' '{print $2}')
        port=$(echo "$line" | awk -F ' ' '{print $3}' | awk -F ':' '{print $2}')
        remove_drop_rule $ip $netmask
        echo "remove rule IP: $ip Netmask: $netmask Port: $port  $(date "+%Y-%m-%d %H:%M:%S")" >> $LOG_FILE
        # fi
    done < $TEMP_REMOVE_FILE
}

function add_drop_rule() {
    iptables -I OUTPUT \\! -d $1\\/$2 -j DROP
    iptables -I FORWARD \\! -d $1\\/$2 -j DROP
}

function remove_drop_rule() {
    iptables -D OUTPUT \\! -d $1\\/$2 -j DROP
    iptables -D FORWARD \\! -d $1\\/$2 -j DROP
}

function clear_rules() {
    iptables -F
}

echo "firewall_ctl count: $# param: $1" >> $LOG_FILE
if [ $# -eq 0 ]; then
    load_rules $PARSE_FILE
elif [ $1 == "add" ]; then
    add_rule
elif [ $1 == "remove" ]; then
    remove_rule
elif [ $1 == "clear" ]; then
    clear_rules
fi

    脚本后可跟添加，删除，清空等参数，执行不同的操作，需要注意脚本头部的#!/system/bin/sh ，之前使用时遇到过写成#!/system/bin/bash 和#!/bin/bash ，在设备中手动执行可以，但是使用属性调用时会失败的问题

    写完脚本后记得找个mk文件做文件拷贝

    PRODUCT_COPY_FILES += \\
                  $(LOCAL_PATH)/firewall_ctl.sh:system/bin/firewall_ctl.sh \\

  3. 将Shell脚本添加到rc文件中，设置为service ,相关的rc文件内容

    #net white list control
# load rules from file
service firewall /system/bin/firewall_ctl.sh
    class main
    group root system shell
    user root
    disabled
    oneshot

# add rule
service firewall_add /system/bin/firewall_ctl.sh add
    class main
    user root 
    group root system shell
    disabled
    oneshot

# remove rule
service firewall_remove /system/bin/firewall_ctl.sh remove
    class main
    user root 
    group root system shell
    disabled
    oneshot

# clear rules
service firewall_clear /system/bin/firewall_ctl.sh clear
    class main
    user root 
    group root system shell
    disabled
    oneshot

    写了4个service，后面通过系统属性执行不同的服务就会执行带不同参数的sh脚本了

  4. 添加脚本的SE权限，两个文件分别是：

    source_code/system/sepolicy/vendor/file_contexts
source_code/system/sepolicy/vendor/firewall_ctl.te

    添加内容，具体根据实际情况修改：

    # /system/sepolicy/vendor/file_contexts
/system/bin/firewall_ctl.sh                                 u:object_r:firewall_ctl_exec:s0

    # system/sepolicy/vendor/firewall_ctl.te
type firewall_ctl, domain;
type firewall_ctl_exec, system_file_type, exec_type, file_type;

typeattribute firewall_ctl coredomain;
init_daemon_domain(firewall_ctl)

  5. 在APP中使用系统属性来启动服务，执行特定的脚本操作

    private void doFirewallCtl(int action) {
    switch (action) {
        case ACTION_LOAD:
            SystemProperties.set("ctl.start", "firewall");
            break;
        case ACTION_ADD:
            SystemProperties.set("ctl.start", "firewall_add");
            break;
        case ACTION_REMOVE:
            SystemProperties.set("ctl.start", "firewall_remove");
            break;
        case ACTION_CLEAR:
            SystemProperties.set("ctl.start", "firewall_clear");
            break;
    }
}

之后如果只是修改iptables的设置命令，就可以直接修改shell脚本了，测试时pull出来修改完后再push进去会方便很多

总结一下：

  1. 编写shell脚本，push到设备/system/bin目录下，手动执行看是否可生效，脚本文件是否正确
  2. 将服务添加到rc文件中
  3. 将脚本放到特定目录下，添加SE权限，执行make selinux_policy 看权限是否有错误，避免整编失败浪费时间
  4. 整编验证

问题

  • 服务调用了但是Shell脚本没执行

    看脚本有没有执行可以在里面重定向到文件来debug，除了看android log外可以看下kernel log ，比如出现：

    02E70 <14> [  114.843612][11-24 17:02:18.843] init: starting service 'firewall_clear'...
02E7C <11> [  114.848335][11-24 17:02:18.848] init: cannot execv('/system/bin/firewall_ctl.sh'). See the 'Debugging init' section of init's README.md for tips: No such file or directory
02E7D <14> [  114.849522][11-24 17:02:18.849] init: Control message: Processed ctl.start for 'firewall_clear' from pid: 2315 (com.jathine.netwhitelist)
02E7E <38> [  114.850086][11-24 17:02:18.850] type=1400 audit(1700816539.075:839): avc: denied { write } for comm="ne.netwhitelist" name="networkWhiteList.txt" dev="dm-5" ino=4709 scontext=u:r:system_app:s0 tcontext=u:object_r:system_data_root_file:s0 tclass=file permissive=1
02E7F <38> [  114.850344][11-24 17:02:18.850] type=1400 audit(1700816539.075:840): avc: denied { open } for comm="ne.netwhitelist" path="/data/networkWhiteList.txt" dev="dm-5" ino=4709 scontext=u:r:system_app:s0 tcontext=u:object_r:system_data_root_file:s0 tclass=file permissive=1
02E80 <38> [  114.850540][11-24 17:02:18.850] type=1400 audit(1700816539.075:841): avc: denied { getattr } for comm="ne.netwhitelist" path="/data/networkWhiteList.txt" dev="dm-5" ino=4709 scontext=u:r:system_app:s0 tcontext=u:object_r:system_data_root_file:s0 tclass=file permissive=1
02E81 <14> [  114.852383][11-24 17:02:18.852] init: Service 'firewall_clear' (pid 3366) exited with status 127 oneshot service took 0.005000 seconds in background
02E82 <14> [  114.852426][11-24 17:02:18.852] init: Sending signal 9 to service 'firewall_clear' (pid 3366) process group...

    如果在adb中使用sh执行脚本可以运行，但是属性调用不生效，要看下Shell脚本的顶部格式了

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