论文地址：What do all these Buttons do? Statically Mining Android User Interfaces at Scale (arxiv.org)
概述
本文提出了一个可以高精度大规模自动挖掘Android应用程序的用户界面模型和行为的工具。给定一个应用程序，Frontmatter静态地提取其中所有声明的屏幕、用户界面元素、它们的文本和图形功能，以及通过与它们交互调用的Android API。
相关工作
作者发现虽然Gator对回调方法建模，以及窗口转换图的分析是上下文敏感的，但对于窗口内容的重建是上下文不敏感的，因此其精度不足以提取具有精确标签分配的UI模型。而Backstage经常无法重建应用程序的完整UI层次结构，缺少许多UI元素和标签。这与Frontmatter形成了鲜明对比，后者能重建应用程序的完整GUI模型。
技术实现
在Soot框架、Flowdroid和Boomerang的基础上，对Android UI进行精确的指向性分析。
CG构建
1. View对象处理
由于不存在对象分配点，SPARK算法无法处理如下图所示的强制转换语句，导致漏报，因此作者在每个findViewById唤起后使用新的expression statement，替换掉原有的cast statement。
2. 异步调用处理
作者插桩了handleMessage与sendMessage以模拟handler中异步消息的发送与接收。并建模了AsyncTask中的四种交互来代替异步的execute调用：
* onPreExecute（），执行之前在UI线程上调用；
* 主函数doInBackground（Params…），在后台线程之后调用；
* 在UI线程上调用以在ProgressUpdate上显示进度（progress…）；
* onPostExecute（Result），在后台计算完成发布结果后在UI线程上调用。
3. UI回调处理
由于Flowdroid未考虑在当前activity之外定义的监听器，因此缺少一些执行的代码。并且，识别的回调随后若在dummy main中被调用，其回调对象的构造函数中所需的大多数参数都会被设置为null。因此作者通过在特定监听器之后，立即注入其相应的回调invoke语句来修补代码。
4. 适配器处理
在Android中，Adapter对象提供了一种特殊类型的回调，应该单独处理。因此，为了保留上下文，作者为Adapter:：View getView（int position，View convertView，ViewGroup parent）方法中创建的UI元素进行建模。并在使用setAdapter方法调用的语句之后立即注入该适配器的getView调用。
通过以上4步优化处理，Frontmatter在FlowDroid最初构建的cg上扩展了平均25%的边。
UI模型
主要借助Boomerang完成，在构建GUI层次结构的同时，Frontmatter还分析了应用程序行为，即Android框架对用户与某些UI元素的交互所触发的反应。为此，Frontmatter收集了所有Android API，并将这些API附加到每个UI元素的回调方法调用上。
此外，Frontmatter会考虑上下文并修剪不可行的边。它从回调开始沿着调用图行走，只获取适当的边，通过检查if和switch语句的条件，是否包含使用getId或getItemId方法初始化的id常量或变量。实现了同一事件监听器下，路径敏感的UI回调分析。
实验
在AndroZoo中518个应用上进行了测试，Frontmatter为403/518个应用生成了模型，占所有应用程序的78%，而Gator为385/518个应用生成成功，占74%