从0到1 Android安全学习之路 -- Java 字节码和 Dalvik 字节码

• 概述
• 源代码样例
• Java 字节码
• Dalvik 字节码
• 总结

  本篇博客将讲述 Java 源代码到字节码，字节码转汇编，以及 Android 中 Java 源代码转 Dalvik 字节码，Dalvik 字节码转 smali 汇编的一些操作。主要是熟悉一些基本工具的使用，这里做个总结。

  这里提供一份最简单的源代码示例，示例在于精而不在于复杂，当然肯定越简单越好，将下面的代码保存为HelloWorld.java文件，后面转 Java 字节码和 Dalvik 字节码都用该示例。

public class HelloWorld {
    
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("HelloWorld!");
    }
}

   Java 源代码转字节码，使用 jdk 自带命令行工具javac，如下命令所示。执行后会在当前目录下生成 HelloWorld.class文件，这里生成 .class 文件就是 Java 字节码，可以交由 Java 虚拟机（JVM）执行，操作命令如下java HelloWorld。

javac HelloWorld.java

  如果直接打开字节码文件，中间会有一些乱码，人无法直接阅读，所以这里借用 jdk 自带命令行工具javap执行反汇编，将字节码转为汇编代码。如下命令所示，这里操作的是HelloWorld.class，命令行中是否加上 .class 后缀都可以。

javap -c HelloWorld

  如下代码所示，是上面执行后的输出结果，这里注意该命令并不会将汇编代码写入到本地文件中，如果需要写入到指定文件请借助重定向符号，操作命令如下javap -c HelloWorld > HelloWorld。

Compiled from "HelloWorld.java"
public class HelloWorld {
  public HelloWorld();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       3: ldc           #3                  // String HelloWorld!
       5: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
       8: return
}

  Dalvik 虚拟机（DVM）是 Google 专门用来运行 Android 程序的虚拟机，因此 Android 程序上的 Java 代码最终都会被编码为 Dalvik 字节码，并在经过一些处理后打包为 DEX 可执行文件，此时就可以由 DVM 解释运行。在 Android 4.4 版本后又引入了 ART（Android RunTime）虚拟机，ART 完全支持兼容 DEX ，因此学习 Dalvik 是一个基础 。
  Java 源代码转 DEX。首先我们需要得到 Java 源代码对应的字节码文件，使用上面的命令即可，然后再使用 sdk 提供的工具 dx ，该工具位于 sdk 的 /build-tools 目录中。

dx --dex --output=HelloWorld.dex HelloWorld.class

  DEX 可执行文件转 smali 汇编。这里使用 baksmali.jar 工具，位于 sdk 的 /tools/lib 中。

baksmali.jar HelloWorld.dex

  执行该命令后，会在当前目录下生成 out 文件夹，里面会有HelloWorld.smali文件。该文件内容如下。

.class public LHelloWorld;
.super Ljava/lang/Object;
.source "HelloWorld.java"


# direct methods
.method public constructor ()V
    .registers 1

    .prologue
    .line 1
    invoke-direct {p0}, Ljava/lang/Object;->()V

    return-void
.end method

.method public static main([Ljava/lang/String;)V
    .registers 3

    .prologue
    .line 4
    sget-object v0, Ljava/lang/System;->out:Ljava/io/PrintStream;

    const-string v1, "HelloWorld!"

    invoke-virtual {v0, v1}, Ljava/io/PrintStream;->println(Ljava/lang/String;)V

    .line 5
    return-void
.end method

不忘初心，砥砺前行！