文章总结: 本文解析FART脱壳工具在Android12-16失效的深层原因,指出ArtMethod的EntryPoint、Invoke分流路径、Nterp解释器及dump点选择是核心问题。高版本中执行路径、结构布局及壳对抗变化导致传统hook失效。文章通过Android14实例展示排查思路,建议将dump点从Execute上移至EnterInterpreterFromInvoke,并给出关键代码示例与调试方法,具有较强实操参考价值。 综合评分: 85 文章分类: 逆向分析,漏洞分析,二进制安全
ART 执行链与 Nterp:解析 FART Android12‑16 失效问题
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看雪学苑
2026年9月8日 17:59 上海
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如果你已经拿 FART 脱过壳、或者自己写过主动调用,那这篇应该能直接对上。
前面不废话, 背景尽量压短,后面把 Invoke 分流、Nterp、dump 点选择、高版本失效和现在怎么处理写细一点,代码也会多放一些。
先把认为最重要的东西放在这里 以下ArtMethod 只是入口。真正决定主动调用能不能脱到东西的,是这四个问题同时成立:
-
当前方法的 Entry Point 是什么
-
ArtMethod::Invoke会不会把你带进能看到 CodeItem 的路径
-
壳的恢复窗口和你的观察窗口有没有重合
-
dump 到的东西最后能不能修回去
FART 早期能打,是因为这四个问题当时相对好对齐。Android 12 之后开始大面积失效,不是单纯工具老了,而是执行路径、结构布局、存储限制、Profile/AOT、壳对抗一起变了。
背景只留必要的
ArtMethod 里真正关键的是三块:
- 身份:class、method index、access flag
- 代码位置:早期靠
dex_code_item_offset_,后面更多走DexFile/CodeItemDataAccessor - 执行入口:
entry_point_from_quick_compiled_code_
调用时真正跳出去的,通常是最后一个。
所以会有这种误判:
ArtMethod 找到了,方法也调用了,CodeItem 却还是空的。
不一定是 dump 代码写错,更可能是你看的入口和壳恢复时用的不是同一条路。
ClassLinker 负责 load/link/init。很多抽取壳不是 loadClass 后立刻恢复,而是拖到第一次真正执行前。
DexCache 则让“文件镜像里的 Dex”和“运行时真正用到的解析结果”可能不一致。所以只 dump 整体 Dex 不够,还得单独拿 CodeItem。
执行后端现在也不单一:
还按“禁用 dex2oat 后全部长期解释”来设计方案,在高版本里前提已经不稳。
Entry Point 比方法名优先看
主动调用前,先看:
ArtMethod::GetEntryPointFromQuickCompiledCode()
对应到代码里,大致就是:
constvoid* ArtMethod::GetEntryPointFromQuickCompiledCode() const{
return GetEntryPointFromQuickCompiledCodePtrSize(kRuntimePointerSize);
}
// 读的是 ptr_sized_fields_ 里那一项
// EntryPointFromQuickCompiledCodeOffset(pointer_size)
这个指针可能是:
AOT/JIT 机器码
art_quick_to_interpreter_bridge
Nterp 入口
Generic JNI stub
Resolution trampoline
Instrumentation stub
它不是静态常量。ClassLinker::LinkCode、Instrumentation::InitializeMethodsCode、JIT 完成、deoptimize,都可能改它。
再叠加这些 flag:
boolArtMethod::HasNterpEntryPointFastPathFlag() const{
constexpr uint32_t mask = kAccNative | kAccNterpEntryPointFastPathFlag;
return (GetAccessFlags() & mask) == kAccNterpEntryPointFastPathFlag;
}
voidArtMethod::SetNterpInvokeFastPathFlag() {
AddAccessFlags(kAccNterpInvokeFastPathFlag);
}
只打印 ArtMethod*、不看 entry 和 flag,后面很容易盲排。
一个很具体的例子:
在 Android 14 Pixel 7 上,有个被加固的 onCreate,当时打印出来的 entry 是 0x70b1c8a000,反解后落到 art_quick_to_interpreter_bridge。按 FART 老路子主动调用,CodeItem 始终没恢复。
第一反应是 dump 时机不对,或者 self == nullptr 那个标记没进分支。后来开了 --force-interpreter 再调,entry 切到了 Nterp,以为这次稳了,结果 Execute 还是没进——Nterp 不走老 Execute。
最后把 dump 点从 Execute 往上提到 EnterInterpreterFromInvoke,才拿到完整 CodeItem。
排查时建议直接把关键信息打全:
void DumpMethodState(ArtMethod* m) {
LOG(INFO) << "method = " << m->PrettyMethod();
LOG(INFO) << "ArtMethod* = " << m;
LOG(INFO) << "access_flags = 0x" << std::hex << m->GetAccessFlags();
LOG(INFO) << "entry = " << m->GetEntryPointFromQuickCompiledCode();
LOG(INFO) << "is_native = " << m->IsNative();
LOG(INFO) << "is_static = " << m->IsStatic();
}
实用判断:
entry 已是编译代码,主动调用大概率碰不到解释器恢复逻辑
entry 是 bridge,还有空间,但别默认后面一定进老 Execute
entry 变成 Nterp 后,老 Execute hook 可能直接失效
调用前后 CodeItem 完全不变,优先怀疑路径,不先改文件名和输出目录
ArtMethod::Invoke:真正该啃的主干
主干分流
结合 AOSP 常见实现,主干可以写成:
voidArtMethod::Invoke(Thread* self,
uint32_t* args,
uint32_t args_size,
JValue* result,
constchar* shorty) {
if (UNLIKELY(__builtin_frame_address(0) < self->GetStackEnd())) {
ThrowStackOverflowError(self);
return;
}
ManagedStack fragment;
self->PushManagedStackFragment(&fragment);
Runtime* runtime = Runtime::Current();
// FART 老插入点大致就在这附近
// if (self == nullptr) {
// dumpArtMethod(this);
// return;
// }
if (UNLIKELY(!runtime->IsStarted() ||
(self->IsForceInterpreter() &&
!IsNative() &&
!IsProxyMethod() &&
IsInvokable()) ||
/* debugger / fake-invoke */)) {
if (IsStatic()) {
art::interpreter::EnterInterpreterFromInvoke(
self, this, nullptr, args, result, /*stay_in_interpreter=*/true);
} else {
mirror::Object* receiver =
reinterpret_cast<StackReference<mirror::Object>*>(&args[0])->AsMirrorPtr();
art::interpreter::EnterInterpreterFromInvoke(
self, this, receiver, args + 1, result, /*stay_in_interpreter=*/true);
}
} else {
bool have_quick_code = GetEntryPointFromQuickCompiledCode() != nullptr;
if (LIKELY(have_quick_code)) {
if (!IsStatic()) {
(*art_quick_invoke_stub)(this, args, args_size, self, result, shorty);
} else {
(*art_quick_invoke_static_stub)(this, args, args_size, self, result, shorty);
}
}
}
}
主要来说有三
- 会不会强制解释
- 有没有 quick entry
- quick entry 是真机器码,还是 bridge / nterp / stub
FART 早期靠这个标记:
extern "C" voidmyfartInvoke(ArtMethod* artmethod)
REQUIRES_SHARED(Locks::mutator_lock_) {
JValue* result = nullptr;
Thread* self = nullptr; // 特殊标记
uint32_t temp = 6;
uint32_t* args = &temp;
uint32_t args_size = 6;
artmethod->Invoke(self, args, args_size, result, "fart");
}
早期好用,是因为大多数被抽空方法最终还会掉进可观察的解释路径,Invoke 又足够靠前。
高版本继续只靠这个标记会越来越飘:调用表面上成功,实际执行已经从 quick entry 出去了。
EnterInterpreterFromInvoke
进解释器后,更关键的一层其实是这里,不是老的 Execute 单点:
voidEnterInterpreterFromInvoke(Thread* self,
ArtMethod* method,
ObjPtr<mirror::Object> receiver,
uint32_t* args,
JValue* result,
bool stay_in_interpreter) {
// 1. 静态方法可能先 EnsureInitialized
// 2. 构造 ShadowFrame
// 3. 把参数填进 shadow frame
// 4. native -> InterpreterJni
// 5. 非 native -> Execute(...) 或 Nterp 相关入口
}
也就是说我们已经知道了
当前 ArtMethod*方法是否静态
参数区后续到底会进传统解释,还是被更快的解释后端接走
前面 Pixel 7 那个案子,真正转机不是又找了一个更花哨的 hook,而是 dump 点从 Execute 上移到了这一层。
一个可落的插法:
void EnterInterpreterFromInvoke(...) {
// 主动调用或强制解释时,先看一眼当前方法状态
if (/* is_fake_invoke || need_dump */) {
dumpArtMethod(method);
}
// 原逻辑:建 ShadowFrame、填参、Execute / Nterp / JNI
}
这比死钉 Execute 更能兜住“已经进解释体系,但不走老 Execute”的情况。
Execute
传统 FART 会盯 Execute,原因很多时候:干扰 dex2oat 后,不少方法仍解释执行
这里能同时碰到 ArtMethod 和当时的 CodeItem
老插法通常是:
staticinline JValue Execute(Thread* self,
const DexFile::CodeItem* code_item,
ShadowFrame& shadow_frame,
JValue result_register,
bool stay_in_interpreter = false) {
ArtMethod* method = shadow_frame.GetMethod();
if (strstr(method->PrettyMethod().c_str(), "<clinit>") != nullptr) {
dumpDexFileByExecute(method);
}
// 原解释逻辑
// switch interpreter / mterp ...
}
整体 Dex dump 也可以放在这附近:
voiddumpDexFileByExecute(ArtMethod* artmethod) {
const DexFile* dex_file = artmethod->GetDexFile();
constuint8_t* begin = dex_file->Begin();
size_t size = dex_file->Size();
// 写 begin ~ begin+size
// 再顺手把 class list 打出来
}
但 Nterp 把“解释执行 = 进旧 Execute”这个等式打断了。
Nterp
Nterp 仍然解释字节码,入口却可以直接挂在 quick entry 上,调用约定更接近编译代码。
结果就是:
force interpreter
→ entry 变成 Nterp
→ 老 Execute hook 不触发
→ CodeItem 看起来像没恢复
其实不一定是没恢复,更可能是你观察点没盖住这条路。
所以现在更稳的判断不是“有没有进 Execute”,而是:
- entry 现在是什么
- 有没有进入
EnterInterpreterFromInvoke - 进入之后 CodeItem 有没有变
quick stub
Invoke 一旦认为有 quick code,就进:
art_quick_invoke_stub / art_quick_invoke_static_stub
→ entry_point_from_quick_compiled_code_
对应关系可以粗写成:
// stub 收到 ArtMethod* 后,最终会跳到:
constvoid* code = method->GetEntryPointFromQuickCompiledCode();
// brx / blr code
但:have_quick_code == true 不等于“已经是最终机器码”。
后面可能是 bridge,也可能是 nterp。看到 quick entry 就当 AOT,会直接排错方向。
CodeItem 怎么拿,为什么长度计算经常写错
主动调用如果只是“调了一下”,却没有把 CodeItem 正确摘出来,后面修复照样废。
简化版 dump 逻辑:
voiddumpArtMethod(ArtMethod* artmethod) {
const DexFile* dex_file = artmethod->GetDexFile();
// 1. 整体 Dex
constuint8_t* begin = dex_file->Begin();
size_t dex_size = dex_file->Size();
// write(begin, dex_size)
// 2. 方法体
const dex::CodeItem* code_item = artmethod->GetCodeItem();
if (code_item == nullptr) {
LOG(INFO) << "CodeItem is null: " << artmethod->PrettyMethod();
return;
}
// 3. 算真实长度
// 不能只按 sizeof(CodeItem) 盲切
uint32_t code_item_len = ComputeCodeItemSize(code_item);
uint32_t method_idx = artmethod->GetDexMethodIndex();
// 写出 method_idx / offset / code_item_len / ins bytes
}
长度计算是脏活,也是修失败的高发区。思路大致是:
CodeItem
├─ registers_size / ins_size / outs_size / tries_size
├─ insns[]
├─ try_item[]// 如果 tries_size > 0
└─ encoded_catch_handler_list
伪代码:
uint32_tComputeCodeItemSize(const dex::CodeItem* code_item) {
constuint8_t* base = reinterpret_cast<constuint8_t*>(code_item);
constuint8_t* p = base;
// 跳过 header + insns
// insns 是 u2 数组,长度是 insns_size
// 若 tries_size > 0,后面还有 try_item 和 handler
if (code_item->tries_size_ > 0) {
// 对齐到 4 字节
// 跳过 try_item[tries_size_]
// 再按 LEB128 解析 encoded_catch_handler_list
}
return static_cast<uint32_t>(p - base);
}
很多“bin 有了但修回去反编译仍坏”的问题,不是主动调用没触发,而是这里少算了 handler 段。
FART 闭环为什么成立,也为什么后来不够用
FART 强在三步闭环,不在单点 hook:
- 整体 Dex dump
- 主动调用后 dump CodeItem
- 用 bin 回补 Dex 并验证可解析
Java 侧主动调用链,常见是从 ClassLoader 枚举下去:
// 伪代码
Object pathList = getField(classLoader, "pathList");
Object[] dexElements = (Object[]) getField(pathList, "dexElements");
for (Object element : dexElements) {
Object dexFile = getField(element, "dexFile");
Object cookie = getField(dexFile, "mCookie");
String[] classNames = getClassNameList(cookie);
for (String name : classNames) {
Class<?> clazz = classLoader.loadClass(name);
for (Method m : clazz.getDeclaredMethods()) {
dumpMethodCode(m); // -> native -> myfartInvoke(ArtMethod*)
}
}
}
native 再转:
staticvoidDexFile_dumpMethodCode(JNIEnv* env, jclass, jobject method) {
if (method == nullptr) return;
ArtMethod* artmethod = ArtMethod::FromReflectedMethod(...);
myfartInvoke(artmethod);
}
到了高版本,这套闭环还在,但“调用一定能把真实 CodeItem 暴露出来”不再自动成立。路径不对,后面全白做。
Android 12–16 失效,按根因排
1. 路径变了
旧路径:
主动调用 → Invoke → 解释器 → Execute → 恢复/dump
现在常见:
主动调用 → Invoke → quick entry → Nterp / AOT / JIT / bridge
桥接和 Nterp 特别容易制造假象:看到 art_quick_to_interpreter_bridge,以为稳了
force interpreter 后看到 Nterp,又以为稳了
两边都可能不进老 Execute
Pixel 7 上那个 onCreate 就是标准复现:
entry = 0x70b1c8a000
-> art_quick_to_interpreter_bridge
-> 老 FART 调,CodeItem 不变
--force-interpreter
-> entry 切到 Nterp
-> Execute 不进
dump 点上移到 EnterInterpreterFromInvoke
-> CodeItem 完整
2. 布局变了
ArtMethod 大小、字段布局、pointer-sized fields 一直在变。
写死 Android 8/10 offset 的脚本,到 12 后读错是常态。
与其写死,不如运行时探:
// Frida 思路伪代码
const artMethod = ptr(methodAddr);
const accessFlags = artMethod.add(accessFlagsOff).readU32();
const quickCode = artMethod.add(quickCodeOff).readPointer();
console.log('flags=', accessFlags.toString(16), 'entry=', quickCode);
CodeItem 获取也建议做成多版本后端,不要假设某一个固定位移永远能取到指令体。
3. 存储变了
/sdcard/fart/... 在 Scoped Storage 后经常直接写失败。
表现很误导:日志像跑完了,目录却是空的。
更稳的路径一般是:
/sdcard/Android/data/<pkg>/files/fart/
写文件前先把返回值打出来:
int fd = open(path.c_str(), O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);
if (fd < 0) {
LOG(ERROR) << "open failed: " << path << " errno=" << errno;
return;
}
4. 壳对抗变了
现在更常见:垃圾类一初始化就退
检测异常 ClassLoader 遍历 / 反射调用
破坏内存 Dex 头
恢复时机压到真实执行点
识别固定线程名、固定路径、固定 so
所以全量主动调用本身就可能成为触发器。
配置化会务实很多:
dump=true
sleep=60000
force=com.target.*
ignore=androidx.*,com.google.*,kotlin.,kotlinx.
5. 编译策略变了
同一 App,刚装完和跑过一段时间后,entry 状态可以不同。
有没有 profile、ART 有没有 Mainline 更新,都会改结果。
“我在 Android 14 上试过”信息量不够,得补当前 entry 类型和编译状态。
现在更有用的修法
版本自适应先做:
探测 access_flags / quickCode / jniCode
识别 entry 类型
CodeItem 读取做成多版本后端
主动调用改成可控配置,不先全量扫。
脱壳点不要只留一个:
一个更稳的顺序是:
1. 打印 entry / flags
2. 必要时 force interpreter
3. 再看 entry 变成了什么
4. 决定 dump 点放哪
5. 小范围 force 调用
6. 对比调用前后 CodeItem
7. 修复并反编译验收
修复得要验收:
Dex 头有没有坏 method_idx` 对不对 tries/catch 有没有算对 修完能否被 jadx/baksmali 正常解析
碰到未知抽取壳时怎么做
我现在一般不急着上全量主动调用。
先看整体 Dex 在不在内存里。主体都还没解密,方法体先别谈,否则后面全是空转。确认主体在了,再抽几个方法看 Entry Point,不用多,三五个就行:业务入口一个,壳相关工具类一个,再挑一两个明显被抽空的。把这些记下来就够了:
entry 值 是不是 bridge 是不是 nterp 是不是已经编译 调用前后 CodeItem 有没有变化
这里有几个坑是反复踩过的。
entry 如果是 art_quick_to_interpreter_bridge,别默认后面一定会进老 Execute。Android 14 Pixel 7 上那个加固 onCreate 就是这样,entry 打出来是 0x70b1c8a000,反解到 bridge,按 FART 老路子调,CodeItem 一直不变。后来开 --force-interpreter,entry 切到 Nterp,以为稳了,结果 Execute 还是没进。Nterp 根本不走那条老路径。最后把 dump 点从 Execute 提到 EnterInterpreterFromInvoke,才拿到完整 CodeItem。
所以后面我基本按这个习惯处理:调用前后 CodeItem 完全不变,先查路径,别先去改输出目录。
force interpreter 之后如果变成 Nterp,而 hook 还钉在 Execute,优先上移观察点。
进程一全量调用就没,先把 force 列表收窄,排查垃圾类。
日志有、文件没有,先看存储权限和目录是不是根本没写成。
小范围 force 能稳定出 bin 了,再扩。修完一定拿 jadx 或 baksmali 验一下,目录里有文件不算成功。
源码的话,优先翻这些就行:
art/runtime/art_method.cc
art/runtime/art_method.h
art/runtime/class_linker.cc
art/runtime/instrumentation.cc
art/runtime/interpreter/interpreter.cc
art/runtime/interpreter/interpreter_common.h
art/runtime/entrypoints/...
读的时候别铺太开,就盯四个问题:entry 是谁设置的,Invoke 怎么分流,解释器和 Nterp 怎么接上,哪个位置能稳定看到恢复后的 CodeItem。
高版本继续做抽取壳,已经不是再找一个更靠前的 hook 点就完事了。先看当前方法走哪条执行后端,再决定主动调用要把它往哪条路上逼,最后才是 dump 和修复。路径没对上,后面写再多 dump 代码也没用。
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https://bbs.kanxue.com/user-home-1070028.htm
*本文为看雪论坛优秀文章,由 FinSectech 原创,转载请注明来自看雪社区
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