源網址:http://blog.csdn.net/lpohvbe/article/details/7981386
作者:lpohvbe
APK、Dalvik字節碼和smali文件
APK文件
大家都應該知道APK文件其實就是一個MIME爲ZIP的壓縮包,我們修改ZIP後綴名方式可以看到內部的文件結構,例如修改後綴後用RAR打開鱷魚小頑皮APK能看到的是(Google Play下載的完整版版本):
Where's My Water.zip\
- asset\ <資源目錄1:asset和res都是資源目錄但有所區別,見下面說明>
- lib\ <so庫存放位置,一般由NDK編譯得到,常見於使用遊戲引擎或JNI native調用的工程中>
- |---armeabi\ |---<so庫文件分爲不同的CPU架構>
- |---armeabi-v7a\
- META-INF\ <存放工程一些屬性文件,例如Manifest.MF>
- res\ <資源目錄2:asset和res都是資源目錄但有所區別,見下面說明>
- |---drawable\ |---<圖片和對應的xml資源>
- |---layout\ |---<定義佈局的xml資源>
- |---...
- AndroidManifest.xml <Android工程的基礎配置屬性文件>
- classes.dex <Java代碼編譯得到的Dalvik VM能直接執行的文件,下面有介紹>
- resources.arsc <對res目錄下的資源的一個索引文件,保存了原工程中strings.xml等文件內容>
無關緊要地注:asset和res資源目錄的不同在於:
1. res目錄下的資源文件在編譯時會自動生成索引文件(R.java),在Java代碼中用R.xxx.yyy來引用;而asset目錄下的資源文件不需要生成索引,在Java代碼中需要用AssetManager來訪問;
2. 一般來說,除了音頻和視頻資源(需要放在raw或asset下),使用Java開發的Android工程使用到的資源文件都會放在res下;使用C++遊戲引擎(或使用Lua binding等)的資源文件均需要放在asset下。
因爲Where's My Water是使用迪斯尼公司自家的DMO遊戲引擎開發,所以遊戲中用到的所有資源文件都存放在asset下,除了應用圖標這些資源仍需要放在res下。
Dalvik字節碼
Dalvik是google專門爲Android操作系統設計的一個虛擬機,經過深度的優化。雖然Android上的程序是使用java來開發的,但是Dalvik和標準的java虛擬機JVM還是兩回事。Dalvik VM是基於寄存器的,而JVM是基於棧的;Dalvik有專屬的文件執行格式dex(dalvik executable),而JVM則執行的是java字節碼。Dalvik VM比JVM速度更快,佔用空間更少。
通過Dalvik的字節碼我們不能直接看到原來的邏輯代碼,這時需要藉助如Apktool或dex2jar+jd-gui工具來幫助查看。但是,注意的是最終我們修改APK需要操作的文件是.smali文件,而不是導出來的Java文件重新編譯(況且這基本上不可能)。
smali文件
好了,對Dalvik有一定認識後,下面介紹重點:smali,及其語法。
簡單的說,smali就是Dalvik VM內部執行的核心代碼。它有自己的一套語法,下面即將介紹,如果有JNI開發經驗的童鞋則能夠很快明白。
一、smali的數據類型
在smali中,數據類型和Android中的一樣,只是對應的符號有變化:
- B---byte
- C---char
- D---double
- F---float
- I---int
- J---long
- S---short
- V---void
- Z---boolean
- [XXX---array
- Lxxx/yyy---object
這裏解析下最後兩項,數組的表示方式是:在基本類型前加上前中括號“[”,例如int數組和float數組分別表示爲:[I、[F;對象的表示則以L作爲開頭,格式是LpackageName/objectName;(注意必須有個分號跟在最後),例如String對象在smali中爲:Ljava/lang/String;,其中java/lang對應java.lang包,String就是定義在該包中的一個對象。
或許有人問,既然類是用LpackageName/objectName;來表示,那類裏面的內部類又如何在smali中引用呢?答案是:LpackageName/objectName$subObjectName;。也就是在內部類前加“$”符號,關於“$”符號更多的規則將在後面談到。
二、函數的定義
函數的定義一般爲:
Func-Name (Para-Type1Para-Type2Para-Type3...)Return-Type
注意參數與參數之間沒有任何分隔符,同樣舉幾個例子就容易明白了:
1. foo ()V
沒錯,這就是void foo()。
2. foo (III)Z
這個則是boolean foo(int, int, int)。
3. foo (Z[I[ILjava/lang/String;J)Ljava/lang/String;
看出來這是String foo (boolean, int[], int[], String, long) 了嗎?
三、smali文件內容具體介紹
下面開始進一步分析smali中的具體例子,取鱷魚小頑皮中的WMWActivity.smali來分析,它的內容大概是這樣子的:
- .class public Lcom/disney/WMW/WMWActivity;
- .super Lcom/disney/common/BaseActivity;
- .source "WMWActivity.java"
- # interfaces
- .implements Lcom/burstly/lib/ui/IBurstlyAdListener;
- # annotations
- .annotation system Ldalvik/annotation/MemberClasses;
- value = {
- Lcom/disney/WMW/WMWActivity$MessageHandler;,
- Lcom/disney/WMW/WMWActivity$FinishActivityArgs;
- }
- .end annotation
- # static fields
- .field private static final PREFS_INSTALLATION_ID:Ljava/lang/String; = "installationId"
- //...
- # instance fields
- .field private _activityPackageName:Ljava/lang/String;
- //...
- # direct methods
- .method static constructor <clinit>()V
- .locals 3
- .prologue
- //...
- return-void
- .end method
- .method public constructor <init>()V
- .locals 3
- .prologue
- //...
- return-void
- .end method
- .method static synthetic access$100(Lcom/disney/WMW/WMWActivity;)V
- .locals 0
- .parameter "x0"
- .prologue
- .line 37
- invoke-direct {p0}, Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->initIap()V
- return-void
- .end method
- .method static synthetic access$200(Lcom/disney/WMW/WMWActivity;)Lcom/disney/common/WMWView;
- .locals 1
- .parameter "x0"
- .prologue
- .line 37
- iget-object v0, p0, Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->_view:Lcom/disney/common/WMWView;
- return-object v0
- .end method
- //...
- #virtual methods
- .method public captureScreen()V
- .locals 4
- .prologue
- //...
- goto :goto_0
- .end method
- .method public didScreenCaptured()V
- .locals 6
- .prologue
- //...
- goto :goto_0
- .end method
- class WMWActivity extends BaseActivity implements IBurstlyAdListener{
- //...
- class MessageHandler {
- //...
- }
- class FinishActivityArgs{
- //...
- }
- }
- const/4 v0, 0x0
- iput-boolean v0, p0, Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->isRunning:Z
2、smali中的成員變量
- sget-object v0, Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->PREFS_INSTALLATION_ID:Ljava/lang/String;
- iget-object v0, p0, Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->_view:Lcom/disney/common/WMWView;
- const/4 v3, 0x0
- sput-object v3, Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->globalIapHandler:Lcom/disney/config/GlobalPurchaseHandler;
- .local v0, wait:Landroid/os/Message;
- const/4 v1, 0x2
- iput v1, v0, Landroid/os/Message;->what:I
3、smali中的函數調用
smali中的函數和成員變量一樣也分爲兩種類型,但是不同成員變量中的static和instance之分,而是direct和virtual之分。那麼direct method和virtual method有什麼區別呢?直白地講,direct method就是private函數,其餘的public和protected函數都屬於virtual method。所以在調用函數時,有invoke-direct,invoke-virtual,另外還有invoke-static、invoke-super以及invoke-interface等幾種不同的指令。當然其實還有invoke-XXX/range 指令的,這是參數多於4個的時候調用的指令,比較少見,瞭解下即可。
(1)、invoke-static:顧名思義就是調用static函數的,因爲是static函數,所以比起其他調用少一個參數,例如:
- invoke-static {}, Lcom/disney/WMW/UnlockHelper;->unlockCrankypack()Z
這裏注意到invoke-static後面有一對大括號“{}”,其實是調用該方法的實例+參數列表,由於這個方法既不需參數也是static的,所以{}內爲空,再看一個例子:
- const-string v0, "fmodex"
- invoke-static {v0}, Ljava/lang/System;->loadLibrary(Ljava/lang/String;)V<span style="font-family: Verdana, sans-serif; "> </span>
(2)、invoke-super:調用父類方法用的指令,在onCreate、onDestroy等方法都能看到,略。
(3)、invoke-direct:調用private函數的,例如:
- invoke-direct {p0}, Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->getGlobalIapHandler()Lcom/disney/config/GlobalPurchaseHandler;
這裏GlobalPurchaseHandler getGlobalIapHandler()就是定義在WMWActivity中的一個private函數,如果修改smali時錯用invoke-virtual或invoke-static將在回編譯後程序運行時引發一個常見的VerifyError(更多錯誤彙總可參照APK反編譯之番外三:常見錯誤彙總)。
(4)、invoke-virtual:用於調用protected或public函數,同樣注意修改smali時不要錯用invoke-direct或invoke-static,例子:
- sget-object v0, Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->shareHandler:Landroid/os/Handler;
- invoke-virtual {v0, v3}, Landroid/os/Handler;->removeCallbacksAndMessages(Ljava/lang/Object;)V
- invoke-static/range {v0 .. v5}, Lcn/game189/sms/SMS;->checkFee(Ljava/lang/String;Landroid/app/Activity;Lcn/game189/sms/SMSListener;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Z
有人也許注意到,剛纔看到的例子都是“調用函數”這個操作而已,貌似沒有取函數返回的結果的操作?
在Java代碼中調用函數和返回函數結果是一條語句完成的,而在smali裏則需要分開來完成,在使用上述指令後,如果調用的函數返回非void,那麼還需要用到move-result(返回基本數據類型)和move-result-object(返回對象)指令:
- const/4 v2, 0x0
- invoke-virtual {p0, v2}, Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->getPreferences(I)Landroid/content/SharedPreferences;
- move-result-object v1
- invoke-virtual {v2}, Ljava/lang/String;->length()I
- move-result v2
v2保存的則是調用String.length()返回的整型。
4、smali中函數實體分析
下面開始介紹函數實體,其實沒有什麼特別的地方,只是在植入代碼時有一點需要特別注意,舉例說明:
- .method protected onDestroy()V
- .locals 0
- .prologue
- .line 277
- invoke-super {p0}, Lcom/disney/common/BaseActivity;->onDestroy()V
- .line 279
- return-void
- .end method
- .method protected onDestroy()V
- .locals 1
- .prologue
- .line 277
- const/4 v0, 0x1
- iput-boolean v0, p0, Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->exited:Z
- invoke-super {p0}, Lcom/disney/common/BaseActivity;->onDestroy()V
- .line 279
- return-void
- .end method