Android 外部存储权限分析

泡在网上的日子 / 文 发表于2014-10-27 13:59 次阅读 存储

转自http://blog.csdn.net/zjbpku/article/details/25161131  本站编辑整理。

不知道你有么有发现,KitKat之后的版本不再支持用户对外置SDcard(Secondary Storage)的写入等操作。如果用户想要将文件等copy到手机中,则只能存储到内部存储器中,而无法存储到外置sdcard中,而且无法创建新的文件夹,这样一来给用户和开发者都带来了一定的不便。之所以在KitKat之后版本中无法操作外置Sdcard,是因为Google更改了此模块的权限,以前我们可以直接获取WRITE_EXTERNAL_STORAGE和READ_EXTERNAL_STORAGE权限来直接操作Sdcard,现在则不能,其目的是软件卸载时能将该软件创建的文件全部删除。据Google员工Jeff SharKey(此模块的开发者)介绍,自Kitkat之后Anroid提供了新的API去访问Secondary External Storage,但这不是本文重点,本

文重点是分析外部存储权限是如何作用的。


在KitKat之前的Android版本会给应用程序单独分出一块外部存储空间(external storage),这块存储空间可能在sdcard(可插拔的外置sdcaard)上,也可能在仅仅是在设备内部的闪存上,我们要获得WRITE_EXTERNAL_STORAGE权限在能对这块空间进行访问,如果只是读取内容则不需要权限。在4.4 KitKat及之后的版本中,Google做了两个变化:1、进行读取时需要READ_EXTERNAL_STORAGE权限;2、访问应用所属的目录下(如:android/data/[package name])存储的数据是不需要任何权限的。


KitKat中,外部存储(external storage)被分割成了多个部分:一个“primary”部分,一个或多个“secondary”部分。在Kitkat之前的API 可以用来操作 primary external storage,secondary external storage 是对write权限做了稍微修改,与上边所述一样,在应用所所属的目录(如:android/data/[package name])下,对文件是有所有操作权限的,在应用所能管理到目录之外,该应用则不具有写的权限,不能进行任何写的操作。这里也就引出了本文的重点。ps:Google虽然没有要求各厂商在Sdcard的操作上添加额外权限,但是它却强制要求制造商对secondary external storage做了权限限制。如果你对Internal storage和external storage有疑问,可以看看文

档  https://developer.android.com/guide/topics/data/data-storage.html#filesInternal


根据Jeff SharKey 的介绍,当前版本的Android系统,也就是Kitkat,使用FUSE (Filesysgem in Userspace ) 对external storage进行管理。为了在文件创建时获取必要的权限,动态地接受或拒绝来自用户/组的个别请求,会有一个Android 守护进程参与与FUSE 内核驱动的交互。这仅仅是Android在FAT File System 格式化后的可移动卷上使用Linux型权限的一部分,在内核中它也允许使用超出基本的owner/gouper/user 执行的多级权限控制。看看下面Jeff Sharkey的解释:


https://android.googlesource.com/platform/system/core/+/master/sdcard/sdcard.c


在4.4之前,framework api对存储卷(storage volumes)的操作并没有很大的改变,设备制造商可以创建单个“primary”卷或者多个“secondary”卷,而这些不同的卷都能被系统服务StorageManager和MountService管理,这中情况下访问“primary”部分就像访问单个external storage一样。很多设备有Sd卡,但是都没有把它当作external storage,实际上这就是这些设备的“secondary volume”。例如,三星的Galaxy系列就是属于这一类,从权限方面来说,sd卡其实像外部存储卷一样被管理,但是作为设备的“secondary external storage",是没有API可以进行写的操作的。

下面的这段代码来自AOSP device storage conf iguration example:

on init 
    mkdir /mnt/shell/emulated 0700 shell shell 
    mkdir /storage/emulated 0555 root root 
    mkdir /mnt/media_rw/sdcard1 0700 media_rw media_rw 
    mkdir /storage/sdcard1 0700 root root 
    export EXTERNAL_STORAGE /storage/emulated/legacy 
    export EMULATED_STORAGE_SOURCE /mnt/shell/emulated 
    export EMULATED_STORAGE_TARGET /storage/emulated 
    export SECONDARY_STORAGE /storage/sdcard1

系统内部的应用可以访问secondary storage的任何部分,对于第三方应用几乎不可能(目前ES FileExploreAirdroidFx等几个文件应用通过特别的解决方法可以实现对某些机型外部存储文件的操作)。(关于如何在4.4上操作文件可以参考Storage Options。自4.4开始,Google引入SAF框架Storage Access Framework),如果Google以后不改变现在对4.4系统外置sd的操作权限,对于开发者而言,熟悉SAF框架也许是必要的。

另,在4.4系统内部应用中,你会发现有一个叫DocumentUI的apk,这个就是用来处理SAF的一些接口的。)


在external storage下的目录文件拥有相同的权限,如下:

4.4 设备:

root@generic:/storage/sdcard # ll 
d---rwxr-x system sdcard_rw 2014-05-06 13:20 Alarms 
d---rwxr-x system sdcard_rw 2014-05-06 13:21 Android 
d---rwxr-x system sdcard_rw 2014-05-06 13:20 DCIM 
d---rwxr-x system sdcard_rw 2014-05-06 13:20 Download 
d---rwxr-x system sdcard_rw 2014-05-06 13:18 LOST.DIR 
d---rwxr-x system sdcard_rw 2014-05-06 13:20 Movies 
d---rwxr-x system sdcard_rw 2014-05-06 13:20 Music 
d---rwxr-x system sdcard_rw 2014-05-06 13:20 Notifications 
d---rwxr-x system sdcard_rw 2014-05-06 13:20 Pictures 
d---rwxr-x system sdcard_rw 2014-05-06 13:20 Podcasts 
d---rwxr-x system sdcard_rw 2014-05-06 13:20 Ringtones 
                                                                                                                                                                 
root@generic:/storage/sdcard # ll Android/data/ 
drwxrwx--- system sdcard_rw 2014-05-06 13:21 com.google.android.apps.maps

4.4 设备:

root@generic:/storage/sdcard # ll 
drwxrwx--- root sdcard_r 2013-11-27 23:35 Alarms 
drwxrwx--x root sdcard_r 2013-11-27 23:36 Android 
drwxrwx--- root sdcard_r 2014-05-06 01:33 DCIM 
drwxrwx--- root sdcard_r 2013-11-27 23:35 Download 
drwxrwx--- root sdcard_r 2013-11-28 04:33 LOST.DIR 
drwxrwx--- root sdcard_r 2013-11-27 23:35 Movies 
drwxrwx--- root sdcard_r 2013-11-27 23:35 Music 
drwxrwx--- root sdcard_r 2013-11-27 23:35 Notifications 
drwxrwx--- root sdcard_r 2013-11-27 23:35 Pictures 
drwxrwx--- root sdcard_r 2013-11-27 23:35 Podcasts 
drwxrwx--- root sdcard_r 2013-11-27 23:35 Ringtones 
                                                                                                                                                         
root@generic:/storage/sdcard # ll Android/data/ 
drwxrwx--- u0_a33 sdcard_r 2013-11-27 23:36 com.google.android.apps.maps 
                                                                                                                                                         
root@generic:/storage/sdcard # ll Android/data/com.google.android.apps.maps/ 
drwxrwx--- u0_a33 sdcard_r 2013-11-27 23:36 cache 
drwxrwx--- u0_a33 sdcard_r 2013-11-27 23:36 testdata

注意:在4.3中,sdcard_rw组有全部的读写权限,在Kitkat中,sdcard_r 组有 +rwx 所有权限,实际上这是明显不对的。并不等表示全部,

因为Fuse守护进程会在运行时中积极地参与修改应用的权限。这对File APIs canWrite(),canRead()和canExecute()的执行结果有很大的影

响,这些方法返回的值被单独地记录在内核文件系统中,所以他们都会返回true,即使试图以POSIX打开文件也会失败。(在4.4的外置sd

卡上,是不能在文件夹写入一下文件的,但是当你试图调用canWrite()方法来判断该文件夹是否可写时,它仍会返回true值,所以此法不可取)


android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE权限被授给sdcard_r组和sdcard_rw组的成员,但在kitkat中认证write权限需要一些动

态的检查,因此FUSE守护进程会被用来补充文件系统的权限,FUSE守护进程会强制赋予拥有特定目录的App每个权限(也就是访问自身数

据存储的目录android/data/pack-agename...及一些公共目录)。对于sdcard_rw组中使用-w标志配置的非默认所有者,FUSE守护进程也会强

制赋予write-protected权限。

service sdcard /system/bin/sdcard -u 1023 -g 1023 -l /data/media /mnt/shell/emulated 
    class late_start 
                                                                                                                                                 
service fuse_sdcard1 /system/bin/sdcard -u 1023 -g 1023 -w 1023 -d /mnt/media_rw/sdcard1 /storage/sdcard1 
    class late_start 
    disabled


从上面两句程序可以看到,FUSE守护进程强制控制GID 1023(media_rw,系统应用才有)才能对secondar storage进行写操作。再引入

一个问题,在4.4中将external storage 分为primary和secondary,在primary部分(内置sdcard)是可以进行写操作的,而在secondary部分

(外置sdcard)是不允许的,那FUSE Daemon是如何区分控制的呢?据Jeff 解释说: “-w 2013" 就表明了强制使用media_rw GID才能在

secondary部分具有write权限。


下面我们就梳理一下,如果在拥有外置sd卡的kitkat设备上进行文件操作,对于开发者而言哪些能做、哪些不能做?下图给出开发者会尝试

的一些操作及结果:


总结一下,自4.4开始Google对secondary volume做了限制之后,不仅为用户带来了不便,也为设备制造商及开发者带来了诸多不便,华为

更是为此给开发者们发了一份通告:Android4.4上应用写外卡的兼容性问题与解决建议。如今,除了一些OEM厂商自行修改权限后的Rom对

第三方应用没有限制外,大牛们也为已Root的设备用户提出修改platform.xml文件来修改权限(具体放法请百度之)以使第三方应用可以操作

外置sd卡;还有一些上面提到的文件管理工具也可以操作外置sd卡。不管Google做限制的初衷是什么,希望Google从用户的角度来考虑问题,

对Android系统做出更好的该进。在此感谢一下FX 文件管理工具的开发者Tod Liebeck 在G+对我问题的及时解答及帮助,同时也感谢一下给

Tod Liebeck解决Kitkat外置sd文件操作方案的X-plore的开发者。



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虽然我一直很反对框架,但是随着自己开发经验的积累越来越多,也对开发框架持开发态度了,因为很多东西都是重复的,开发框架确实能为自己节省很多时间,优秀的开发框架还能教会你很多软件架构方面的知识。下面介绍开源框架AndroidAnnotations。 AndroidAnnot