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& display,

sp* 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 display;

sp* 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& display,

sp* 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 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( 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：

shell@mx3:/ $ ps adbd

ps adbd

USER PID PPID VSIZE RSS WCHAN PC NAME

shell 3008 1 4648 272 ffffffff 00000000 S /sbin/adbd

shell@mx3:/ $ id shell

id shell

uid=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。