rom diy进阶教程之apk反编译基础(插桩解析)
[Android]?[SMALI]smali文件內容具體介紹
大家都應該知道APK文件其實就是一個MIME為ZIP的壓縮包,我們修改ZIP后綴名方式可以看到內部的文件結構,例如修改后綴后用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,常見于使用游戲引擎或JNI native調用的工程中>
- |---armeabi\? ?? ?? ?? ?? ? |---<so庫文件分為不同的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\? ?? ?? ?? ?? ?? ? |---<定義布局的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>
asset和res資源目錄的不同在于:
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++游戲引擎(或使用Lua binding等)的資源文件均需要放在asset下。 因為Where's My Water是使用迪斯尼公司自家的DMO游戲引擎開發,所以游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專門為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是基于寄存器的,而JVM是基于棧的;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,占用空間更少。 通過Dalvik的字節碼我們不能直接看到原來的邏輯代碼,這時需要借助如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有一定認識后,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---byteC---charD---doubleF---floatI---intJ---longS---shortV---voidZ---boolean[XXX---arrayLxxx/yyy---object?
? ?這里解析下最后兩項,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數組分別表示為:[I、[F;對象的表示則以L作為開頭,格式是LpackageName/objectName;(注意必須有個分號跟在最后),例如String對象在smali中為: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,那類里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,關于“$”符號更多的規則將在后面談到。 二、函數的定義 函數的定義一般為: Func-Name (Para-Type1Para-Type2Para-Type3...)Return-Type 注意參數與參數之間沒有任何分隔符,同樣舉幾個例子就容易明白了: 1. foo ()V 沒錯,這就是void foo()。 2. foo (III)Z 這個則是boolean foo(int, int, int)。 3. foo (Z[I[ILjava/lang/String;J)Ljava/lang/String; 看出來這是String foo (boolean, int[], int[], String, long) 了嗎?
三、smali文件內容具體介紹 ? ?? ?下面開始進一步分析smali中的具體例子,取鱷魚小頑皮中的WMWActivity.smali來分析(怎么獲得請參考下一節的APK反編譯之二:工具介紹,暫時先介紹smali語法),它的內容大概是這樣子的:
[AppleScript]?純文本查看?復制代碼 ?
| 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 | [font=verdana,geneva,sans-serif][font=verdana,geneva,sans-serif][color=rgb(102,102,102)][list=1] [*].classpublic Lcom/disney/WMW/WMWActivity; [*].super Lcom/disney/common/BaseActivity; [*].source"WMWActivity.java" [*] [*]# interfaces [*].implements Lcom/burstly/lib/ui/IBurstlyAdListener; [*] [*]# annotations [*].annotation system Ldalvik/annotation/MemberClasses; [*]???value= { [*]??????? Lcom/disney/WMW/WMWActivity$MessageHandler;, [*]??????? Lcom/disney/WMW/WMWActivity$FinishActivityArgs; [*]???} [*].endannotation [*] [*] [*]# 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 [*].endmethod [*] [*].method public constructor <init>()V [*]??? .locals 3 [*] [*]??? .prologue [*]???//... [*] [*]???return-void [*].endmethod [*] [*].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 [*].endmethod [*] [*].method static synthetic access$200(Lcom/disney/WMW/WMWActivity;)Lcom/disney/common/WMWView; [*]??? .locals 1 [*]??? .parameter "x0" [*] [*]??? .prologue [*]??? .line 37 [*]??? iget-object v0,p0,Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->_view:Lcom/disney/common/WMWView; [*] [*]???return-object v0 [*].endmethod [*] [*]//... [*] [*]#virtual methods [*].method public captureScreen()V [*]??? .locals 4 [*] [*]??? .prologue [*]???//... [*] [*]??? goto :goto_0 [*].endmethod [*] [*].method public didScreenCaptured()V [*]??? .locals 6 [*] [*]??? .prologue [*]???//... [*] [*]??? goto :goto_0 [*].endmethod [/list][/color][/font][/font] |
看得一頭霧水的話那是正常的。現在我將逐一解析,理解這些符號的含義令你在后面注入代碼的時候事半功倍。 ? ?? ? 1、smali中的繼承、接口、包信息首先看看開頭的幾行:
[AppleScript]?純文本查看?復制代碼 ?
| 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 | [font=verdana,geneva,sans-serif][font=verdana,geneva,sans-serif] 1] .classpublic Lcom/disney/WMW/WMWActivity; ??2] .super Lcom/disney/common/BaseActivity; ??3] .source "WMWActivity.java" ??4] ??5]# interfaces ??6] .implements Lcom/burstly/lib/ui/IBurstlyAdListener; ??7] ??8]# annotations ??9] .annotation system Ldalvik/annotation/MemberClasses; 10]????value= { 11]??????? Lcom/disney/WMW/WMWActivity$MessageHandler;, 12]??????? Lcom/disney/WMW/WMWActivity$FinishActivityArgs; 13]???} 14] .endannotation [/font][/font] |
1-3行定義的是基本信息:這是一個由WMWActivity.java編譯得到的smali文件(第3行),它是com.disney.WMW這個package下的一個類(第1行),繼承自com.disney.common.BaseActivity(第2行)。? ?? ?5-6行定義的是接口信息:這個WMWActivity實現了一個com.burstly.lib.ui這個package下(一個廣告SDK)的IBurstyAdListener接口。
? ?? ?8-14行定義的則是內部類:它有兩個成員內部類——MessageHandler和FinishActivityArgs,內部類將在后面小節中會有提及。
? ?? ?分析完smali文件開頭的這些信息,我們已經能在大腦中構造出一個大概這樣的Java文件:
[AppleScript]?純文本查看?復制代碼 ?
| 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 | [font=verdana,geneva,sans-serif][font=verdana,geneva,sans-serif] [color=rgb(102,102,102)][list=1] [*]classWMWActivity extends BaseActivity implements IBurstlyAdListener{ [*]???//... [*]???classMessageHandler { [*]???????//... [*]???} [*]???classFinishActivityArgs{ [*]???????//... [*]???} [*]} [/list][/color][/font][/font] |
沒錯,這就是本來WMWActivity.java的大概框架了,成員變量和函數信息?別急,下面正要分析。? ?? ???
? ?? ?在繼續分析之前,有些東西需要先說明一下。前面說過,Dalvik VM與JVM的最大的區別之一就是Dalvik VM是基于寄存器的。基于寄存器是什么意思呢?也就是說,在smali里的所有操作都必須經過寄存器來進行:本地寄存器用v開頭數字結尾的符號來表示,如v0、v1、v2、...參數寄存器則使用p開頭數字結尾的符號來表示,如p0、p1、p2、...特別注意的是,p0不一定是函數中的第一個參數,在非static函數中,p0代指“this”,p1表示函數的第一個參數,p2代表函數中的第二個參數…而在static函數中p0才對應第一個參數(因為Java的static方法中沒有this方法)。本地寄存器沒有限制,理論上是可以任意使用的,下面是例子:? ?? ?
[AppleScript]?純文本查看?復制代碼 ?
| 1 2 3 4 5 | [font=verdana,geneva,sans-serif][font=verdana,geneva,sans-serif] [color=#484848][font=Verdana, sans-serif][color=rgb(102, 102, 102)][list=1] [*]const/4v0,0x0 [*]iput-booleanv0,p0,Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->isRunning:Z [/list][/color][/font][/color][/font][/font] |
在上面的兩句中,使用了v0本地寄存器,并把值0x0存到v0中,然后第二句用iput-boolean這個指令把v0中的值存放到com.disney.WMW.WMWActivity.isRunning這個成員變量中。即相當于:this.isRunning = false;(上面說過,在非static函數中p0代表的是“this”,在這里就是com.disney.WMW.WMWActivity實例)。關于這兩句話的具體指令和含義暫可不用理會,先把Dalvik VM的機制弄明白就可以了,其實語法上和匯編語言非常相似,具體的指令會在后面逐一介紹。
? ?? ???2、smali中的成員變量
下面繼續介紹有關成員變量的內容:
[AppleScript]?純文本查看?復制代碼 ?
| 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 | [font=verdana,geneva,sans-serif][font=verdana,geneva,sans-serif][color=#484848][font=Verdana, sans-serif] [font=Verdana,sans-serif]1] # static fields[/font] [font=Verdana,sans-serif]2] .field private static final PREFS_INSTALLATION_ID:rggrgjava/lang/String;="installationId"[/font] [font=Verdana,sans-serif]3] //...[/font] [font=Verdana,sans-serif]4] [/font] [font=Verdana,sans-serif]6] # instance fields[/font] [font=Verdana,sans-serif]7] .field private _activityPackageName:rggrgjava/lang/String;[/font] [font=Verdana,sans-serif]8] //...[/font] [/font][/color][/font][/font] |
上面定義的static fields和instance fields均為成員變量,格式是:.field public/private [static] [final] varName:<類型>。然而static fields和instance fields還是有區別的,當然區別很明顯,那就是static fields是static的,而instance則不是。根據這個區別來獲取這些不同的成員變量時也有不同的指令。一般來說,獲取的指令有:iget、sget、iget-boolean、sget-boolean、iget-object、sget-object等,操作的指令有:iput、sput、iput-boolean、sput-boolean、iput-object、sput-object等。沒有“-object”后綴的表示操作的成員變量對象是基本數據類型,帶“-object”表示操作的成員變量是對象類型,特別地,boolean類型則使用帶“-boolean”的指令操作。
? ?? ?(1)、獲取static fields的指令類似是:
[AppleScript]?純文本查看?復制代碼 ?
| 1 2 3 4 5 | [font=verdana,geneva,sans-serif][font=verdana,geneva,sans-serif][color=#484848][font=Verdana, sans-serif] [font=Verdana,sans-serif][color=rgb(102,102,102)][list=1] [*]???? sget-object v0,Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->PREFS_INSTALLATION_ID:Ljava/lang/String; [/list] [/color][/font][/font][/color][/font][/font][size=14px] |
sget-object就是用來獲取變量值并保存到緊接著的參數的寄存器中,在這里,把上面出現的PREFS_INSTALLATION_ID這個String成員變量獲取并放到v0這個寄存器中,注意:前面需要該變量所屬的類的類型,后面需要加一個冒號和該成員變量的類型,中間是“->”表示所屬關系。
? ?? ?(2)、獲取instance fields的指令與static fields的基本一樣,只是由于不是static變量,不能僅僅指出該變量所在類的類型,還需要該變量所在類的實例。看例子:
[AppleScript]?純文本查看?復制代碼 ?
| 1 2 3 4 | [font=verdana,geneva,sans-serif][font=verdana,geneva,sans-serif][color=#484848][font=Verdana, sans-serif][font=Verdana, sans-serif] [font=Verdana,sans-serif][color=rgb(102,102,102)][list=1] [*]????? iget-object v0,p0,Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->_view:Lcom/disney/common/WMWView; [/list][/color][/font][/font][/font][/color][/font][/font] |
可以看到iget-object指令比sget-object多了一個參數,就是該變量所在類的實例,在這里就是p0即“this”。
? ?? ?(3)、獲取array的還有aget和aget-object,指令使用和上述類似,不細述。
? ?? ?(4)、put指令的使用和get指令是統一的,直接看例子不解釋:
[AppleScript]?純文本查看?復制代碼 ?
| 1 2 3 4 5 | [font=verdana,geneva,sans-serif][font=verdana,geneva,sans-serif][color=#484848][font=Verdana, sans-serif][font=Verdana, sans-serif][font=Verdana, sans-serif] [color=rgb(102,102,102)][list=1] [*][color=rgb(72,72,72)][font=Verdana,sans-serif]????? const/4v3,0x0[/font][/color] [*][color=rgb(72,72,72)][font=Verdana,sans-serif]????? sput-object v3,Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->globalIapHandler:Lcom/disney/config/GlobalPurchaseHandler;[/font][/color] [/list][/color][/font][/font][/font][/color][/font][/font] |
相當于:this.globalIapHandler = null;(null = 0x0)
相當于:wait.what = 0x2;(wait是Message的實例)
? ?? ???3、smali中的函數調用 smali中的函數和成員變量一樣也分為兩種類型,但是不同成員變量中的static和instance之分,而是direct和virtual之分。那么direct method和virtual method有什么區別呢?直白地講,direct method就是private函數,其余的public和protected函數都屬于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,這是參數多于4個的時候調用的指令,比較少見,了解下即可。
? ? (1)、invoke-static:顧名思義就是調用static函數的,因為是static函數,所以比起其他調用少一個參數,例如:
[plain]?view plaincopy
? ? ? 這里注意到invoke-static后面有一對大括號“{}”,其實是調用該方法的實例+參數列表,由于這個方法既不需參數也是static的,所以{}內為空,再看一個例子:
[plain]?view plaincopy
這個是調用static void System.loadLibrary(String)來加載NDK編譯的so庫用的方法,同樣也是這里v0就是參數"fmodex"了。
(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:
[plain]?view plaincopy
? ? ? 這里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將在回編譯后程序運行時引發一個常見的VerifyError(更多錯誤匯總可參照APK反編譯之番外三:常見錯誤匯總)。
? ? ? (4)、invoke-virtual:用于調用protected或public函數,同樣注意修改smali時不要錯用invoke-direct或invoke-static,例子:
[plain]?view plaincopy? ?? ? (5)、invoke-xxxxx/range:當方法的參數多于5個時(含5個),不能直接使用以上的指令,而是在后面加上“/range”,使用方法也有所不同:? [plain]?view plaincopy
有人也許注意到,剛才看到的例子都是“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里則需要分開來完成,在使用上述指令后,如果調用的函數返回非void,那么還需要用到move-result(返回基本數據類型)和move-result-object(返回對象)
指令:
[plain]?view plaincopy
v1保存的就是調用getPreferences(int)方法返回的SharedPreferences實例。
[plain]?view plaincopy
? ? ? 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,其實沒有什么特別的地方,只是在植入代碼時有一點需要特別注意,舉例說明:
[plain]?view plaincopy
這是onDestroy()函數,它的作用大家都知道。首先看到函數內第一句:.local 0,這句話很重要,標明了你在這個函數中最少要用到的本地寄存器的個數。在這里,由于只需要調用一個父類的onDestroy()處理,所以只需要用到p0,所以使用到的本地寄存器數為0。如果不清楚這個規則,很容易在植入代碼后忘記修改.local 的值,那么回編譯后運行時將會得到一個VerifyError錯誤,而且極難發現問題所在。我正是被這個問題困擾了很多次,最后研究發現.local的值有這個規律,于是在文檔查證了一下果然是這個問題。例如我往onDestroy()增加一句:this.existed = true;那么應該改為(注意修改.local的值為1——使用到了v0這一個本地寄存器):
[plain]?view plaincopy
另外注意到.line這個標識,它是標注了該代碼在原Java文件中的行數,它也很有用,想想使用eclipse開發時,遇到錯誤崩潰時,在catLog不是有提示哪個文件哪一行崩潰的么?Dalvik VM運行到.line XX時就將這個值存起來,如果在這一行運行時出錯了,就往catLog輸出這個值,這樣我們就能看到具體是哪一行的問題了。jd-gui這個工具也是通過分析這些信息將smali代碼還原成我們喜聞樂見的Java代碼的。當然,它不是必須的,去掉也沒有關系,只不過為了方便調試還是保留一下吧。 以上一些smali語法規則可以 點擊參照http://code.google.com/p/smali/wiki/TypesMethodsAndFields
總結
以上是生活随笔為你收集整理的rom diy进阶教程之apk反编译基础(插桩解析)的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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