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android逆向——smali语法

2018年05月01日 ⁄ 综合 ⁄ 共 8481字 ⁄ 字号 小 中 大 ⁄ 评论关闭
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1、前言

目前android盗版软件中，大部分都是二次打包党，他们基本上就是反编译->注入广告->再打包签名->上传市场，其中注入广告或者破解游戏等都是通过修改smali来达到的。所谓的smali就是Dalvik VM内部执行的核心代码。

2、语法

dalvik字节码有两种类型，原始类型和引用类型。对象和数组是引用类型，其它都是原始类型。数据类型和Android中的一样，只是对应的符号有变化：

1、数据类型

1.1 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（64位）
F   float
D   double(64位)

1.2 对象类型

对象的表示则以L作为开头，格式是LpackageName/objectName;（注意必须有个分号跟在最后），例如String对象在smali中为：Ljava/lang/String;，其中java/lang对应java.lang包，String就是定义在该包中的一个对象。

那类里面的内部类又如何在smali中引用呢？答案是：LpackageName/objectName$subObjectName;。也就是在内部类前加“$”符号。

1.3 数组类型

数组的表示方式是：在数据类型前加上前中括号“[”，

 [I——表示一个整型一维数组，相当于java中的int[]。

对于多维数组，只要增加[就行了。[[I相当于int[][]，[[[I相当于int[][][]。注意每一维的最多255个。

对象数组的表示：[Ljava/lang/String;表示一个String对象数组String[]。

2、方法

表示形式：Lpackage/name/ObjectName;->MethodName(III)Z

  • Lpackage/name/ObjectName;表示类型，MethodName是方法名。III为参数（在此是3个整型参数），Z是返回类型（bool型）。
  • 方法的参数是一个接一个的，中间没有隔开。

看了下面的例子，自己再理解下，基本上对smali中的方法理解的差不多了：

  1. foo ()V
    －>    没错，这就是void foo()。
  2. foo (III)Z －>这个则是boolean foo(int, int, int)。 
  3. foo (Z[I[ILjava/lang/String;J)Ljava/lang/String;
    －>看出来这是String foo (boolean, int[], int[], String, long) 了吗？

3、参数

表示形式：Lpackage/name/ObjectName;->FieldName:Ljava/lang/String;
即包名，字段名和各字段类型。

4、寄存器

Dalvik VM与JVM的最大的区别之一就是Dalvik VM是基于寄存器的。基于寄存器是什么意思呢？也就是说，在smali里的所有操作都必须经过寄存器来进行：本地寄存器用v开头数字结尾的符号来表示，如v0、v1、v2、...参数寄存器则使用p开头数字结尾的符号来表示，如p0、p1、p2、...特别注意的是，p0不一定是函数中的第一个参数，在非static函数中，p0代指“this”，p1表示函数的第一个参数，p2代表函数中的第二个参数…而在static函数中p0才对应第一个参数（因为Java的static方法中没有this方法）。本地寄存器没有限制，理论上是可以任意使用的

3、例子

下面开始进一步分析smali中的具体例子，取鳄鱼小顽皮中的WMWActivity.smali来分析，它的内容大概是这样子的：

.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

看得一头雾水的话那是正常的。现在我将逐一解析，理解这些符号的含义令你在后面注入代码的时候事半功倍。

1、smali中的继承、接口、包信息首先看看开头的几行：

.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

1-3行定义的是基本信息：这是一个由WMWActivity.java编译得到的smali文件（第3行），它是com.disney.WMW这个package下的一个类（第1行），继承自com.disney.common.BaseActivity（第2行）。      

5-6行定义的是接口信息：这个WMWActivity实现了一个com.burstly.lib.ui这个package下（一个广告SDK）的IBurstyAdListener接口。

8-14行定义的则是内部类：它有两个成员内部类——MessageHandler和FinishActivityArgs，内部类将在后面小节中会有提及。

分析完smali文件开头的这些信息，我们已经能在大脑中构造出一个大概这样的Java文件：

class WMWActivity extends BaseActivity implements IBurstlyAdListener{
    //...
    class MessageHandler {
        //...
    }
    class FinishActivityArgs{
        //...
    }
}

没错，这就是本来WMWActivity.java的大概框架了，成员变量和函数信息？别急，下面正要分析。    
    

const/4 v0, 0x0
iput-boolean v0, p0, Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->isRunning:Z

在上面的两句中，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这个指令把v0中的值存放到com.disney.WMW.WMWActivity.isRunning这个成员变量中。即相当于：this.isRunning = false;（上面说过，在非static函数中p0代表的是“this”，在这里就是com.disney.WMW.WMWActivity实例）。关于这两句话的具体指令和含义暂可不用理会，先把Dalvik VM的机制弄明白就可以了，其实语法上和汇编语言非常相似，具体的指令会在后面逐一介绍。

 2、smali中的成员变量

下面继续介绍有关成员变量的内容：

# static fields
 .field private static final PREFS_INSTALLATION_ID
java/lang/String; = "installationId"
 //...
 

 # instance fields
 .field private _activityPackageName java/lang/String;
 //...

上面定义的static fields和instance fields均为成员变量，格式是：.field public/private [static] [final] varName:<类型>。然而static fields和instance fields还是有区别的，当然区别很明显，那就是static fields是static的，而instance则不是。根据这个区别来获取这些不同的成员变量时也有不同的指令。一般来说，获取的指令有：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。没有“-object”后缀的表示操作的成员变量对象是基本数据类型，带“-object”表示操作的成员变量是对象类型，特别地，boolean类型则使用带“-boolean”的指令操作。

1）、获取static fields的指令类似是：

sget-object v0, Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->PREFS_INSTALLATION_ID:Ljava/lang/String;

sget-object就是用来获取变量值并保存到紧接着的参数的寄存器中，在这里，把上面出现的PREFS_INSTALLATION_ID这个String成员变量获取并放到v0这个寄存器中，注意：前面需要该变量所属的类的类型，后面需要加一个冒号和该成员变量的类型，中间是“->”表示所属关系。

2）、获取instance fields的指令与static fields的基本一样，只是由于不是static变量，不能仅仅指出该变量所在类的类型，还需要该变量所在类的实例。看例子：

iget-object v0, p0, Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->_view:Lcom/disney/common/WMWView;

可以看到iget-object指令比sget-object多了一个参数，就是该变量所在类的实例，在这里就是p0即“this”。

3）、获取array的还有aget和aget-object，指令使用和上述类似，不细述。

4）、put指令的使用和get指令是统一的，直接看例子不解释：

const/4 v3, 0x0
sput-object v3, Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->globalIapHandler:Lcom/disney/config/GlobalPurchaseHandler;

相当于：this.globalIapHandler = null;（null = 0x0）

相当于：wait.what = 0x2;（wait是Message的实例）

3、smali中的函数调用 smali中的函数和成员变量一样也分为两种类型，但是不同成员变量中的static和instance之分，而是direct和virtual之分。那么direct method和virtual method有什么区别呢？直白地讲，direct method就是private函数，其余的public和protected函数都属于virtual method。所以在调用函数时，有invoke-direct，invoke-virtual，另外还有invoke-static、invoke-super以及invoke-interface等几种不同的指令。当然其实还有invoke-XXX/range
指令的，这是参数多于4个的时候调用的指令，比较少见，了解下即可。

1）、invoke-static：顾名思义就是调用static函数的，因为是static函数，所以比起其他调用少一个参数，例如：

invoke-static {}, Lcom/disney/WMW/UnlockHelper;->unlockCrankypack()Z

这里注意到invoke-static后面有一对大括号“{}”，其实是调用该方法的实例+参数列表，由于这个方法既不需参数也是static的，所以{}内为空，再看一个例子：

这个是调用static void System.loadLibrary(String)来加载NDK编译的so库用的方法，同样也是这里v0就是参数"fmodex"了。

这个是调用static void System.loadLibrary(String)来加载NDK编译的so库用的方法，同样也是这里v0就是参数"fmodex"了。

2）、invoke-super：调用父类方法用的指令，在onCreate、onDestroy等方法都能看到，略。

3）、invoke-direct：调用private函数的，例如：

invoke-direct {p0}, Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->getGlobalIapHandler()Lcom/disney/config/GlobalPurchaseHandler;

这里GlobalPurchaseHandler getGlobalIapHandler()就是定义在WMWActivity中的一个private函数，如果修改smali时错用invoke-virtual或invoke-static将在回编译后程序运行时引发一个常见的VerifyError

4）、invoke-virtual：用于调用protected或public函数，同样注意修改smali时不要错用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

这里相信大家都已经明白了，主要搞清楚v0是shareHandler

android/os/Handler，v3是传递给removeCallbackAndMessage方法的Ljava/lang/Object参数就可以了。

5）、invoke-xxxxx/range：当方法的参数多于5个时（含5个），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： 

这个是电信SDK中的付费接口，需要传递6个参数，这时候大括号内的参数需要用省略形式，且需要连续（未求证是否需要从v0开始）。

      有人也许注意到，刚才看到的例子都是“调用函数”这个操作而已，貌似没有取函数返回的结果的操作？

      在Java代码中调用函数和返回函数结果是一条语句完成的，而在smali里则需要分开来完成，在使用上述指令后，如果调用的函数返回非void，那么还需要用到move-result（返回基本数据类型）和move-result-object（返回对象）指令：

const/4 v2, 0x0
invoke-virtual {p0, v2}, Lcom/disney/WMW/WMWActivity;->getPreferences(I)Landroid/content/SharedPreferences;
move-result-object v1

v1保存的就是调用getPreferences(int)方法返回的SharedPreferences实例。 

invoke-virtual {v2}, Ljava/lang/String;->length()I
move-result v2

v2保存的则是调用String.length()返回的整型。

4、smali中函数实体分析下面开始介绍函数实体，其实没有什么特别的地方，只是在植入代码时有一点需要特别注意，举例说明：

 .method protected onDestroy()V     
.locals 0     
     
.prologue     
.line 277     
invoke-super {p0}, Lcom/disney/common/BaseActivity;->onDestroy()V     
     
.line 279     
return-void     
.end method

这是onDestroy()函数，它的作用大家都知道。首先看到函数内第一句：.local 0，这句话很重要，标明了你在这个函数中最少要用到的本地寄存器的个数。在这里，由于只需要调用一个父类的onDestroy()处理，所以只需要用到p0，所以使用到的本地寄存器数为0。如果不清楚这个规则，很容易在植入代码后忘记修改.local 的值，那么回编译后运行时将会得到一个VerifyError错误，而且极难发现问题所在。我正是被这个问题困扰了很多次，最后研究发现.local的值有这个规律，于是在文档查证了一下果然是这个问题。例如我往onDestroy()增加一句：this.existed =
true;那么应该改为（注意修改.local的值为1——使用到了v0这一个本地寄存器）： 

.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

另外注意到.line这个标识，它是标注了该代码在原Java文件中的行数，它也很有用，想想使用eclipse开发时，遇到错误崩溃时，在catLog不是有提示哪个文件哪一行崩溃的么？Dalvik VM运行到.line XX时就将这个值存起来，如果在这一行运行时出错了，就往catLog输出这个值，这样我们就能看到具体是哪一行的问题了。jd-gui这个工具也是通过分析这些信息将smali代码还原成我们喜闻乐见的Java代码的。当然，它不是必须的，去掉也没有关系，只不过为了方便调试还是保留一下吧。

以上一些smali语法规则可以点击参照

参考

smali语法官方

Android APP静态分析-Smali语法详解

Smali语法官方

Google wiki

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