Dalvik指令集 （smali汇编）
Dalvik虛擬機是基于寄存器架構的，數據的訪問通過寄存器單間直接傳遞。對java的每個線程都有一個pc計數器和一個java棧。Pc計數器類似arm cpu中的PC寄存器和x86 cpu中的IP寄存器，不同的是，PC計數器只對當前方法有效。
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JIT（just-in-timeCompilation）即時編譯也叫動態編譯分為method方式和trace方式
Trace能快速地獲取“熱路徑”代碼，使用更短的時間與更少的內存來編譯代碼。（默認方式）。
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目前dex文件的反匯編工具有baksmali(baksmali.jar)和dedexer(ddx.jar)
V開頭的表示局部變量寄存器，p開頭表示參數寄存器。
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1. 指令特點
Dalvik指定在調用格式上模仿了C語言的調用約定。Dalvik指令的語法與助詞符有如下特點：
·?????參數采用從目標（destination）到源（source）的方式。
·?????根據字節碼的大小與類型不同，一些字節碼添加了名稱后綴以消除岐義。
·?????32位常規類型的字節碼末添加任何后綴。
·?????64位常規類型的字節碼添加 -wide后綴。
·?????特殊類型的字節碼根據具體類型添加后綴。它們可以是 -boolean，-byte，-char，-short，-int，-long，-float，-double，-object，-string，-class，-void之一。
·?????根據字節碼的布局與選項不同，一些字節碼添加了字節碼后綴以消除岐義。這些后綴通過在字節碼主名稱后添加斜杠“/”來分隔開。
·?????在指令集的描述中，寬度值中每個字母表示寬度為4位。
例如這條指令：“move-wide/from16vAA, vBBBB”：
move為基礎字節碼（base opcode），標識這是基本操作。wide為名稱后綴（name suffix），標識指令操作的數據寬度（64位）。from16為字節碼后綴（opcode suffix），標識源為一個16位的寄存器引用變量。vAA為目的寄存器，它始終在源的前面，取值范圍為v0~v255。vBBBB為源寄存器，取值范圍為v0~v65535。
Dalvik指令集中大多數指令用到了寄存器作為目的操作數或源操作數，其中 A/B/C/D/E/F/G/H 代表一個4位的數值，可用來表示0～15的數值或v0~v15的寄存器，而 AA/BB/CC/DD/EE/FF/GG/HH 代表一個8位的數值，可用來表示0~255的數值或v0~v255的寄存器，AAAA/BBBB/CCCC/DDDD/EEEE/FFFF/GGGG/HHHH 代表一個16位的數值，可用來表示0～65535的數值或v0~v65535的寄存器。注意：Android官方指令文檔描述寄存器時，對不同取值范圍的寄存器以括號說明其大小，如A:destinationregister(4 bits)，A:destination register(16 bits)。請注意，Dalvik虛擬機中的每個寄存器都是32位的。描述指令時所說的位數表示的是寄存器數值的取值范圍。
2. 空操作指令
空操作指令的助記符為nop。它的值為00，通常nop指令被用來作對齊代碼之用，無實際操作。
3. 數據操作指令
數據操作指令為move。move指令的原型為“move destination,source”，move指令根據字節碼的大小與類型不同，后面會跟上不同的后綴。
·?????“move vA, vB”：將vB寄存器的值賦給vA寄存器，源寄存器與目的寄存器都為4位。
·?????“move/from16 vAA, vBBBB”：將vBBBB寄存器的值賦給vAA寄存器，源寄存器為16位，目的寄存器為8位。
·?????“move/16 vAAAA, vBBBB”：將vBBBB寄存器的值賦給vAAAA寄存器，源寄存器與目的寄存器都為16位。
·?????“move-wide vA, vB”：為4位的寄存器對賦值。源寄存器與目的寄存器都為4位。
·?????“move-wide/from16 vAA, vBBBB”與“move-wide/16vAAAA, vBBBB”實現與“move-wide”相同。
·?????“move-object vA, vB”：為對象賦值。源寄存器與目的寄存器都為4位。
·?????“move-object/from16 vAA, vBBBB”：為對象賦值。源寄存器為16位，目的寄存器為8位。
·?????“move-object/16 vAA, vBBBB”：為對象賦值。源寄存器與目的寄存器都為16位。
·?????“move-result vAA”：將上一個invoke類型指令操作的單字非對象結果賦給vAA寄存器。
·?????“move-result-wide vAA”：將上一個invoke類型指令操作的雙字非對象結果賦給vAA寄存器。
·?????“move-result-object vAA"：將上一個invoke類型指令操作的對象結果賦給vAA寄存器。
·?????“move-exception vAA”：保存一個運行時發生的異常到vAA寄存器，這條指令必須是異常發生時的異常處理器的一條指令。否則的話，指令無效。
4. 返回指令?
返回指令指的是函數結尾時運行的最后一條指令。它的基礎字節碼為teturn，共有以下四條返回指令：
·?????"return-void"：表示函數從一個void方法返回。
·?????“return vAA”：表示函數返回一個32位非對象類型的值，返回值寄存器為8位的寄存器vAA。
·?????“return-wide vAA”：表示函數返回一個64位非對象類型的值，返回值為8位的寄存器對vAA。
·?????“return-object vAA”：表示函數返回一個對象類型的值。返回值為8位的寄存器vAA。
5. 數據定義指令
數據定義指令用來定義程序中用到的常量，字符串，類等數據。它的基礎字節碼為const。
·?????“const/4 vA, #+B”：將數值符號擴展為32位后賦給寄存器vA。
·?????“const/16 vAA, #+BBBB”：將數據符號擴展為32位后賦給寄存器vAA。
·?????“const vAA, #+BBBBBBBB”：將數值賦給寄存器vAA。
·?????“const/high16 vAA, #+BBBB0000“：將數值右邊零擴展為32位后賦給寄存器vAA。
·?????“const-wide/16 vAA, #+BBBB”：將數值符號擴展為64位后賦給寄存器對vAA。
·?????“const-wide/32 vAA, #+BBBBBBBB”：將數值符號擴展為64位后賦給寄存器對vAA。
·?????“const-wide vAA, #+BBBBBBBBBBBBBBBB”：將數值賦給寄存器對vAA。
·?????“const-wide/high16 vAA, #+BBBB000000000000”：將數值右邊零擴展為64位后賦給寄存器對vAA。
·?????“const-string vAA, string@BBBB”：通過字符串索引構造一個字符串并賦給寄存器vAA。
·?????“const-string/jumbo vAA, string@BBBBBBBB”：通過字符串索引（較大）構造一個字符串并賦給寄存器vAA。
·?????“const-class vAA, type@BBBB”：通過類型索引獲取一個類引用并賦給寄存器vAA。
·?????“const-class/jumbo vAAAA, type@BBBBBBBB”：通過給定的類型索引獲取一個類引用并賦給寄存器vAAAA。這條指令占用兩個字節，值為0xooff（Android4.0中新增的指令）。
6. 鎖指令?
鎖指令多用在多線程程序中對同一對象的操作。Dalvik指令集中有兩條鎖指令：
·?????"monitor-enter vAA"：為指定的對象獲取鎖。
·?????“monitor-exit vAA”：釋放指定的對象的鎖。
7. 實例操作指令?
與實例相關的操作包括實例的類型轉換，檢查及新建等：
·?????“check-cast vAA, type@BBBB”：將vAA寄存器中的對象引用轉換成指定的類型，如果失敗會拋出ClassCastException異常。如果類型B指定的是基本類型，對于非基本類型的A來說，運行時始終會失敗。
·?????“instance-of vA, vB, type@CCCC”：判斷vB寄存器中的對象引用是否可以轉換成指定的類型，如果可以vA寄存器賦值為1，否則vA寄存器賦值為0。
·?????“new-instance vAA, type@BBBB”：構造一個指定類型對象的新實例，并將對象引用賦值給vAA寄存器，類型符type指定的類型不能是數組類。
·?????“check-cast/jumbo vAAAA, type@BBBBBBBB”：指令功能與“check-cast vAA, type@BBBB”相同，只是寄存器值與指令的索引取值范圍更大（Android4.0中新增的指令）。
·?????“instance-of/jumbo vAAAA, vBBBB, type@CCCCCCCC”：指令功能與“instance-of vA, vB, type@CCCC”相同，只是寄存器值與指令的索引取值范圍更大（Android4.0中新增的指令）。
·?????“new-instance/jumbo vAAAA, type@BBBBBBBB”：指令功能與“new-instance vAA, type@BBBB”相同，只是寄存器值與指令的索引取值范圍更大（Android4.0中新增的指令）。
8. 數組操作指令
數組操作包括獲取數組長度，新建數組，數組賦值，數組元素取值與賦值等操作。
·?????“array-length vA, vB”：獲取給定vB寄存器中數組的長度并將值賦給vA寄存器，數組長度指的是數組的條目個數。
·?????“new-array vA, vB, type@CCCC”：構造指定類型（type@CCCC）與大小（vB）的數組，并將值賦給vA寄存器。
·?????“filled-new-array {vC, vD, vE, vF, vG},type@BBBB”構造指定類型（type@BBBB）與大小（vA）的數組并填充數組內容。vA寄存器是隱含使用的，除了指定數組的大小外還指定了參數的個數，vC~vG是使用到的參數寄存序列。
·?????“filled-new-array/range {vCCCC? ..vNNNN}, type@BBBB”指令功能與“filled-new-array {vC, vD, vE, vF, vG},type@BBBB”相同，只是參數寄存器使用range字節碼后綴指定了取值范圍 ，vC是第一個參數寄存器，N = A +C -1。
·?????"fill-array-data vAA, +BBBBBBBB"用指定的數據來填充數組，vAA寄存器為數組引用，引用必須為基礎類型的數組，在指令后面會緊跟一個數據表。
·?????"new-array/jumbo vAAAA,vBBBB,type@CCCCCCCC"指令功能與“new-array vA,vB,type@CCCC”相同，只是寄存器值與指令的索引取值范圍更大（Android4.0中新增的指令）。
·?????"filled-new-array/jumbo{vCCCC? ..vNNNN},type@BBBBBBBB"指令功能與“filled-new-array/range{vCCCC? ..vNNNN},type@BBBB”相同，只是索引取值范圍更大（Android4.0中新增的指令）。
·?????"arrayop vAA, vBB, vCC"對vBB寄存器指定的數組元素進入取值與賦值。vCC寄存器指定數組元素索引，vAA寄存器用來存放讀取的或需要設置的數組元素的值。讀取元素使用aget類指令，元素賦值使用aput類指定，根據數組中存儲的類型指令后面會緊跟不同的指令后綴，指令列表有 aget, aget-wide, aget-object, aget-boolean, aget-byte,aget-char,aget-short, aput, aput-wide, aput-object, aput-boolean, aput-byte, aput-char,aput-short。
9. 異常指令
Dalvik指令集中有一條指令用來拋出異常。
·?????“throw vAA”拋出vAA寄存器中指定類型的異常。
10.跳轉指令
跳轉指令用于從當前地址跳轉到指定的偏移處。Dalvik指令集中有三種跳轉指令：無條件跳轉（goto），分支跳轉（switch）與條件跳轉（if）。
·?????“goto +AA”：無條件跳轉到指定偏移處，偏移量AA不能為0。
·?????“goto/16 +AAAA”：無條件跳轉到指定偏移處，偏量AAAA不能為0。
·?????“goto/32 +AAAAAAAA”：無條件跳轉到指定偏移處。
·?????“packed-switch vAA, +BBBBBBBB”：分支跳轉指令。vAA寄存器為switch分支中需要判斷的值，BBBBBBBB指向一個packed-switch-payload格式的偏移表，表中的值是有規律遞增的。
·?????“sparse-switch vAA, +BBBBBBBB”：分支跳轉指令。vAA寄存器為switch分支中需要判斷的值，BBBBBBBB指向一個sparse-switch-payload格式的偏移表，表中的值是無規律的偏移量。
·?????“if-test vA, vB, +CCCC”：條件跳轉指令。比較vA寄存器與vB寄存器的值，如果比較結果滿足就跳轉到CCCC指定的偏移處。偏移量CCCC不能為0。if-test類型的指令有以下幾條：
·?????“if-eq”：如果vA等于vB則跳轉。Java語法表示為“if(vA== vB)”
·?????"if-ne"：如果vA不等于vB則跳轉。Java語法表示為“if(vA!= vB)”
·?????“if-lt”：如果vA小于vB則跳轉。Java語法表示為“if(vA< vB)”
·?????“if-ge”：如果vA大于等于vB則跳轉。Java語法表示為“if(vA>= vB)”
·?????“if-gt”：如果vA大于vB則跳轉。Java語法表示為“if(vA> vB)”
·?????“if-le”：如果vA小于等于vB則跳轉。Java語法表示為“if(vA<= vB)”
·?????“if-testz vAA, +BBBB”：條件跳轉指令。拿vAA寄存器與0比較，如果比較結果滿足或值為0時就跳轉到BBBB指定的偏移處。偏移量BBBB不能為0。if-testz類型的指令有以下幾條：
·?????“if-eqz”：如果vAA為0則跳轉。Java語法表示為“if(vAA== 0)”
·?????"if-nez"：如果vAA不為0則跳轉。Java語法表示為“if(vAA!= 0)”
·?????"if-ltz"：如果vAA小于0則跳轉。Java語法表示為“if(vAA< 0)”
·?????“if-gez”：如果vAA大于等于0則跳轉。Java語法表示為“if(vAA>= 0)”
·?????“if-gtz”：如果vAA大于0則跳轉。Java語法表示為“if(vAA> 0)”
·?????“if-lez”：如果vAA小于等于0則跳轉。Java語法表示為“if(vAA<= 0)”
11.比較指令?
比較指令用于對兩個寄存器的值（浮點型或長整型）進行比較。它的格式為“cmpkind vAA, vBB, vCC”，其中vBB寄存器與vCC寄存器是需要比較的兩個寄存器或寄存器對，比較的結果放到vAA寄存器。Dalvik指令集中共有5條比較指令：
·?????“cmpl-float”：比較兩個單精度浮點數。如果vBB寄存器大于vCC寄存器，結果為-1，相等則結果為0，小于的話結果為1
·?????“cmpg-float”：比較兩個單精度浮點數。如果vBB寄存器大于vCC寄存器，則結果為1，相等則結果為0，小于的話結果為-1
·?????“cmpl-double”：比較兩個雙精度浮點數。如果vBB寄存器對大于vCC寄存器對，則結果為-1，相等則結果為0，小于則結果為1
·?????“cmpg-double”：比較兩個雙精度浮點數。如果vBB寄存器對大于vCC寄存器對，則結果為1，相等則結果為0，小于的話，則結果為-1
·?????“cmp-long”：比較兩個長整型數。如果vBB寄存器大于vCC寄存器，則結果為1，相等則結果為0，小則結果為-1
12.字段操作指令
字段操作指令用來對對象實例的字段進入讀寫操作。字段的類型可以是Java中有效的數據類型。對普通字段與靜態字段操作有兩種指令集，分別是“iinstanceopvA, vB, fidld@CCCC” 與 “sstaticop vAA, field@BBBB”。
普通字段指令的指令前綴為i，如對普通字段讀操作使用 iget 指令，寫操作使用 iput 指令；靜態字段的指令前綴為s，如對靜態字段讀操作使用 sget 指令，寫操作使用 sput 指令。
根據訪問的字段類型不同，字段操作指令后面會緊跟字段類型的后綴，如 iget-byte指令表示讀取實例字段 的值類型為字節類型，iput-short指令表示設置實例字段的值類型為短整型。兩類指令操作結果都是一樣，只是指令前綴與操作的字段類型不同。
普通字段操作指令有：iget，iget-wide，iget-object，iget-boolean，iget-byte，iget-char，iget-short，iput，iput-wide，iput-object，iput-boolean，iput-byte，iput-char，iput-short。
靜態字段操作指令有：sget，sget-wide，sget-object，sget-boolean，sget-byte，sget-char，sget-short，sput，sput-wide，sput-object，sput-boolean，sput-byte，sput-char，sput-short。
在Android4.0系統中，Dalvik指令集中增加了“iinstanceop/jumbo vAAAA,vBBBB, field@CCCCCCCC”與"sstaticop/jumbo vAAAA,field@BBBBBBBB"兩類指令，它們與上面介紹的兩類指令作用相同，只是在指令中增加了jumbo字節碼后綴，且寄存器值與指令的索引取值范圍更大。
13.方法調用指令
方法調用指令負責調用類實例的方法。它的基礎指令為 invoke，方法調用指令有“invoke-kind {vC, vD, vE, vF,vG},meth@BBBB”與“invoke-kind/range {vCCCC? ..vNNNN},meth@BBBB”兩類，兩類指令在作用上并無不同，只是后者在設置參數寄存器時使用了range來指定寄存器的范圍。根據方法類型的不同，共有如下五條方法調用指令：
·?????“invoke-virtual” 或 “invoke-virtual/range”調用實例的虛方法。
·?????“invoke-super”或"invoke-super/range"調用實例的父類方法。
·?????“invoke-direct”或“invoke-direct/range”調用實例的直接方法。
·?????“invoke-static”或“invoke-static/range”調用實例的靜態方法。
·?????“invoke-interface”或“invoke-interface/range”調用實例的接口方法。
在Android4.0系統中，Dalvik指令集中增加了“invoke-kind/jumbo {vCCCC?.. vNNNN},meth@BBBBBBBB”這類指令，它與上面介紹的兩類指令作用相同，只是在指令中增加了jumbo字節碼后綴，且寄存器值與指令的索引取值范圍更大。
方法調用指令的返回值必須使用move-result*指令來獲取。如下面兩條指令：
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| 1 2 | invoke-static?{},?Landroid/os/Parcel;->obtain()?Landroid/os/Parcel; move-result-object?v0 |
14.數據轉換指令
數據轉換指令用于將一種類型的數值轉換成另一種類型。它的格式為“unop vA, vB”，vB寄存器或vB寄存器對存放需要轉換的數據，轉換后的結果保存在vA寄存器或vA寄存器對中。
·?????“neg-int”：對整型數求補。
·?????“not-int”：對整型數求反。
·?????“neg-long”：對長整型數求補。
·?????“not-long”：對長整型數求反。
·?????“neg-float”：對單精度浮點型數求補。
·?????“neg-double”：對雙精度浮點型數求補。
·?????“int-to-long”：將整型數轉換為長整型。
·?????“int-to-float”：將整型數轉換為單精度浮點型數。
·?????“int-to-dobule”：將整型數轉換為雙精度浮點數。
·?????“long-to-int”：將長整型數轉換為整型。
·?????“long-to-float”：將長整型數轉換為單精度浮點型。
·?????“long-to-double”：將長整型數轉換為雙精度浮點型。
·?????“float-to-int”：將單精度浮點數轉換為整型。
·?????“float-to-long”：將單精度浮點數轉換為長整型數。
·?????“float-to-double”：將單精度浮點數轉換為雙精度浮點型數。
·?????“double-to-int”：將雙精度浮點數轉換為整型。
·?????“double-to-long”：將雙精度浮點數轉換為長整型。
·?????“double-to-float”：將雙精度浮點數轉換為單精度浮點型。
·?????“int-to-byte”：將整型轉換為字節型。
·?????“int-to-char”：將整型轉換為字符型。
·?????“int-to-short”：將整型轉換為短整型。
15.數據運行指令
數據運算指令包括算術運算指令與邏輯運算指令。算術運算指令主要進行數值間如加，減，乘，除，模，移位等運算。邏輯運算指令主要進行數值間與，或，非，抑或等運算。數據運算指令有如下四類（數據運算時可能是在寄存器或寄存器對間進行，下面的指令作用講解時使用寄存器來描述）：
·?????“binop vAA, vBB, vCC”：將vBB寄存器與vCC寄存器進行運算，結果保存到vAA寄存器。
·?????“binop/2addr vA, vB”：將vA寄存器與vB寄存器進行運算，結果保存到vA寄存器。
·?????“binop/lit16 vA, vB, #+CCCC”：將vB寄存器與常量 CCCC進行運算，結果保存到vA寄存器。
·?????“binop/lit8 vAA, vBB, #+CC”：將vBB寄存器與常量CC進行運算，結果保存到vAA寄存器。
后面3類指令比第1類指令分別多出了2addr，lit16，lit8等指令后綴。四類指令中基礎字節碼相同的指令執行的運算操作是類似的，第1類指令中，根據數據的類型不同會在基礎字節碼后面加上數據類型后綴，如 -int 或 -long 分別表示操作的數據類型為整型與長整型。第1類指令可歸類如下：
·?????“add-type”：vBB寄存器與vCC寄存器值進行加法運算（vBB + vCC）
·?????"sub-type"：vBB寄存器與vCC寄存器值進行減法運算（vBB - vCC）
·?????"mul-type"：vBB寄存器與vCC寄存器值進行乘法運算（vBB * vCC）
·?????"div-type"：vBB寄存器與vCC寄存器值進行除法運算（vBB / vCC）
·?????"rem-type"：vBB寄存器與vCC寄存器值進行模運算（vBB % vCC）
·?????"and-type"：vBB寄存器與vCC寄存器值進行與運算（vBB & vCC）
·?????"or-type"：vBB寄存器與vCC寄存器值進行或運算（vBB | vCC）
·?????"xor-type"：vBB寄存器與vCC寄存器值進行異或運算（vBB ^ vCC）
·?????"shl-type"：vBB寄存器值（有符號數）左移vCC位（vBB << vCC ）
·?????"shr-type"：vBB寄存器值（有符號）右移vCC位（vBB >> vCC）
·?????"ushr-type"：vBB寄存器值（無符號數）右移vCC位（vBB >>> vCC）
其中基礎字節碼后面的-type可以是-int，-long， -float，-double。后面3類指令與之類似。?
至此，Dalvik虛擬機支持的所有指令就介紹完了。在android4.0系統以前，每個指令的字節碼只占用一個字節，范圍是0x0~0x0ff。在android4.0系統中，又擴充了一部分指令，這些指令被稱為擴展指令，主要是在指令助記符后添加了jumbo后綴，增加了寄存器與常量的取值范圍。
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的Dalvik指令集 （smali汇编）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
