Android 外部存储权限分析
不知道你有么有发现，来自菜鸟的成长史：http://blog.csdn.net/zjbpku/article/details/25161131，
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:
[java] view plaincopyprint?
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 FileExplore、Airdroid、Fx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：
[java] view plaincopyprint?
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：
[java] view plaincopyprint?
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。
[java] view plaincopyprint?
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。