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2015
01-16

Android反编译：smali语法

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前言

前面我们有说过android反编译的工具，如何进行反编译。反编译后可以得到jar或者得到smali文件。Android采用的是java语言进行开发，但是Android系统有自己的虚拟机Dalvik,代码编译最终不是采用的java的class，而是使用的smali。我们反编译得到的代码，jar的话可能很多地方无法正确的解释出来，如果我们反编译的是smali则可以正确的理解程序的意思。因此，我们有必要熟悉smali语法。

类型的表示

java里面包含两种类型，原始类型和引用类型(包括对象)，同时映射到smali也是有这两大类型。

原始类型

V void (只能用于返回值类型)
Z boolean
B byte
S short
C char
I int
J long
F float
D Double

对象类型

Lpackage/name/ObjectName; 相当于java中的package.name.ObjectName

L 表示这是一个对象类型
package/name 该对象所在的包
ObjectName 对象名称
; 标识对象名称的结束

数组的表示

[I 表示一个int型的一维数组，相当于int[]；
增加一个维度增加一个[,如[[I表示int[][]

数组每一个维度最多255个;

对象数组表示也是类似，如String数组的表示是[Ljava/lang/String

寄存器与变量

java中变量都是存放在内存中的，android为了提高性能，变量都是存放在寄存器中的，寄存器为32位，可以支持任何类型，其中long和double是64为的，需要使用两个寄存器保存。

寄存器采用v和p来命名
v表示本地寄存器，p表示参数寄存器，关系如下

如果一个方法有两个本地变量，有三个参数

v0 第一个本地寄存器
v1 第二个本地寄存器
v2 p0 (this)
v3 p1 第一个参数
v4 p2 第二个参数
v5 p3 第三个参数

当然，如果是静态方法的话就只有5个寄存器了，不需要存this了。

.registers 使用这个指令指定方法中寄存器的总数
.locals 使用这个指定表明方法中非参寄存器的总数，放在方法的第一行。

方法和字段的表示

方法签名

methodName(III)Lpackage/name/ObjectName;

如果做过ndk开发的对于这样的签名应该很熟悉的，就是这样来标识一个方法的。
上面methodName标识方法名，III表示三个整形参数，Lpackage/name/ObjectName;表示返回值的类型。

方法的表示

Lpackage/name/ObjectName;——>methodName(III)Z
即 package.name.ObjectName中的 function boolean methondName(int a, int b, int c) 类似这样子

字段的表示

Lpackage/name/ObjectName;——>FieldName:Ljava/lang/String;

即表示： 包名，字段名和各字段类型

方法的定义

比如我下面的一个方法 

private static int sum(int a, int b) {
        return a+b;
}

使用编译后是这样 

.method private static sum(II)I
    .locals 4   #表示需要申请4个本地寄存器
    .parameter
    .parameter #这里表示有两个参数
    .prologue
    .line 27 
    move v0, p0
    .local v0, a:I
    move v1, p1
    .local v1, b:I
    move v2, v0
    move v3, v1
    add-int/2addr v2, v3
    move v0, v2
    .end local v0           #a:I
    return v0
.end method

从上面可以看到函数声明使用.method开始 .end method结束，java中的关键词private,static 等都可以使用，同时使用签名来表示唯一的方法，这里是sum(II)I。

声明成员

.field private name:Lpackage/name/ObjectName;
比如：private TextView mTextView;表示就是
.field private mTextView:Landroid/widget/TextView;
private int mCount;
.field private mCount:I

指令执行

smali字节码是类似于汇编的，如果你有汇编基础，理解起来是非常容易的。

比如：
move v0, v3 #把v3寄存器的值移动到寄存器v0上.

const v0， 0×1 #把值0×1赋值到寄存器v0上。

invoke-static {v4, v5}, Lme/isming/myapplication/MainActivity;->sum(II)I #执行方法sum(),v4,v5的值分别作为sum的参数。

其他

通过前面我们可以看到，smali就是类似汇编，其中很多命令，我们可以去查它的手册来一一对应。学习时，我们可以自己写一个比较简单的java文件，然后转成smali文件来对照学习。

下面，我贴一个我写的一个比较简单的java文件以及其对应的smali，其中包含if判断和for循环。

java文件： 

package me.isming.myapplication;
import android.support.v7.app.ActionBarActivity;
import android.os.Bundle;
import android.view.Menu;
import android.view.MenuItem;
import android.widget.TextView;
public class MainActivity extends ActionBarActivity {
    private TextView mTextView;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mTextView = (TextView) findViewById(R.id.text);
        mTextView.setText("a+b=" + sum(1,2) + "a>b?" + max(1,2) + "5 accumulate:" + accumulate(5));
    }
    private static int sum(int a, int b) {
        return a+b;
    }
    private boolean max(int a, int b) {
        if (a > b) {
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }

    private int accumulate(int a) {
        if (a <= 0) {
            return 0;
        }
        int sum = 0;
        for(int i = 0; i <= a; i++) {
            sum += a;
        }
        return sum;
    }
}

对应的smali: 

.class public Lme/isming/myapplication/MainActivity;
.super Landroid/support/v7/app/ActionBarActivity;
.source "MainActivity.java"
# instance fields
.field private mTextView:Landroid/widget/TextView;
# direct methods
.method public constructor <init>()V
    .locals 2
    .prologue
    .line 10
    move-object v0, p0
    .local v0, this:Lme/isming/myapplication/MainActivity;
    move-object v1, v0
    invoke-direct {v1}, Landroid/support/v7/app/ActionBarActivity;-><init>()V
    return-void
.end method
.method private accumulate(I)I
    .locals 6
    .parameter
    .prologue
    .line 39
    move-object v0, p0
    .local v0, this:Lme/isming/myapplication/MainActivity;
    move v1, p1
    .local v1, a:I
    move v4, v1
    if-gtz v4, :cond_0
    .line 40
    const/4 v4, 0x0
    move v0, v4
    .line 46
    .end local v0           #this:Lme/isming/myapplication/MainActivity;
    :goto_0
    return v0
    .line 42
    .restart local v0       #this:Lme/isming/myapplication/MainActivity;
    :cond_0
    const/4 v4, 0x0
    move v2, v4
    .line 43
    .local v2, sum:I
    const/4 v4, 0x0
    move v3, v4
    .local v3, i:I
    :goto_1
    move v4, v3
    move v5, v1
    if-gt v4, v5, :cond_1
    .line 44
    move v4, v2
    move v5, v1
    add-int/2addr v4, v5
    move v2, v4
    .line 43
    add-int/lit8 v3, v3, 0x1
    goto :goto_1
    .line 46
    :cond_1
    move v4, v2
    move v0, v4
    goto :goto_0
.end method
.method private max(II)Z
    .locals 5
    .parameter
    .parameter
    .prologue
    .line 31
    move-object v0, p0
    .local v0, this:Lme/isming/myapplication/MainActivity;
    move v1, p1
    .local v1, a:I
    move v2, p2
    .local v2, b:I
    move v3, v1
    move v4, v2
    if-le v3, v4, :cond_0
    .line 32
    const/4 v3, 0x1
    move v0, v3
    .line 34
    .end local v0           #this:Lme/isming/myapplication/MainActivity;
    :goto_0
    return v0
    .restart local v0       #this:Lme/isming/myapplication/MainActivity;
    :cond_0
    const/4 v3, 0x0
    move v0, v3
    goto :goto_0
.end method
.method private static sum(II)I
    .locals 4
    .parameter
    .parameter
    .prologue
    .line 27
    move v0, p0
    .local v0, a:I
    move v1, p1
    .local v1, b:I
    move v2, v0
    move v3, v1
    add-int/2addr v2, v3
    move v0, v2
    .end local v0           #a:I
    return v0
.end method
# virtual methods
.method protected onCreate(Landroid/os/Bundle;)V
    .locals 8
    .parameter
    .prologue
    .line 16
    move-object v0, p0
    .local v0, this:Lme/isming/myapplication/MainActivity;
    move-object v1, p1
    .local v1, savedInstanceState:Landroid/os/Bundle;
    move-object v2, v0
    move-object v3, v1
    invoke-super {v2, v3}, Landroid/support/v7/app/ActionBarActivity;->onCreate(Landroid/os/Bundle;)V
    .line 17
    move-object v2, v0
    const v3, 0x7f030017
    invoke-virtual {v2, v3}, Lme/isming/myapplication/MainActivity;->setContentView(I)V
    .line 19
    move-object v2, v0
    move-object v3, v0
    const v4, 0x7f08003f
    invoke-virtual {v3, v4}, Lme/isming/myapplication/MainActivity;->findViewById(I)Landroid/view/View;
    move-result-object v3
    check-cast v3, Landroid/widget/TextView;
    iput-object v3, v2, Lme/isming/myapplication/MainActivity;->mTextView:Landroid/widget/TextView;
    .line 21
    move-object v2, v0
    iget-object v2, v2, Lme/isming/myapplication/MainActivity;->mTextView:Landroid/widget/TextView;
    new-instance v3, Ljava/lang/StringBuilder;
    move-object v7, v3
    move-object v3, v7
    move-object v4, v7
    invoke-direct {v4}, Ljava/lang/StringBuilder;-><init>()V
    const-string v4, "a+b="
    invoke-virtual {v3, v4}, Ljava/lang/StringBuilder;->append(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
    move-result-object v3
    const/4 v4, 0x1
    const/4 v5, 0x2
    invoke-static {v4, v5}, Lme/isming/myapplication/MainActivity;->sum(II)I
    move-result v4
    invoke-virtual {v3, v4}, Ljava/lang/StringBuilder;->append(I)Ljava/lang/StringBuilder;
    move-result-object v3
    const-string v4, "a>b?"
    invoke-virtual {v3, v4}, Ljava/lang/StringBuilder;->append(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
    move-result-object v3
    move-object v4, v0
    const/4 v5, 0x1
    const/4 v6, 0x2
    invoke-direct {v4, v5, v6}, Lme/isming/myapplication/MainActivity;->max(II)Z
    move-result v4
    invoke-virtual {v3, v4}, Ljava/lang/StringBuilder;->append(Z)Ljava/lang/StringBuilder;
    move-result-object v3
    const-string v4, "5 accumulate:"
    invoke-virtual {v3, v4}, Ljava/lang/StringBuilder;->append(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
    move-result-object v3
    move-object v4, v0
    const/4 v5, 0x5
    invoke-direct {v4, v5}, Lme/isming/myapplication/MainActivity;->accumulate(I)I
    move-result v4
    invoke-virtual {v3, v4}, Ljava/lang/StringBuilder;->append(I)Ljava/lang/StringBuilder;
    move-result-object v3
    invoke-virtual {v3}, Ljava/lang/StringBuilder;->toString()Ljava/lang/String;
    move-result-object v3
    invoke-virtual {v2, v3}, Landroid/widget/TextView;->setText(Ljava/lang/CharSequence;)V
    .line 23
    return-void
.end method

参考资料

最后附上一些参考资料：

http://pallergabor.uw.hu/androidblog/dalvik_opcodes.html

https://code.google.com/p/smali/w/list

http://www.miui.com/thread-409543-1-1.html

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