用 Smali 手寫一個可執行的 HelloWorld

承香墨影發表於2017-10-27

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一、前言

Android 的 App 實際上並不是執行在 Java 虛擬機器中,而是執行在 Dalvik 虛擬機器中。Dalvik 虛擬機器對 Java 虛擬機器做了一些額外的優化,讓它更適用於移動裝置。而 Dalvik 也有自己獨特的組合語言,Dalvik 就是通過這些彙編的指令集,來執行我們編譯好的 Apk 程式。

一般這些內容,我們正常開發 App 是接觸不到的,但是如果你有反編譯的需求,那你就需要花點時間研究一下它。本文不會介紹 Dalvik 的彙編指令集,它本身已經有完備的文件,沒什麼好說的。

本文就從逆向思維的路子,教你如何寫一個可在 Dalvik 上獨立執行的 Hello World 程式。

在這個過程中,我們需要了解 smali 語法,smali 是一種寬鬆的 Jasmin/dedexer 語法,它可以通過 baksmali 將我們已經編譯好的 dex 格式的組合語言,反彙編成 smali 檔案,供我們閱讀。

那麼,我們的第一個 Dalvik 版本的 Hello World ,就從一個編寫一個 smali 檔案開始吧。

二、開始編寫 Smali

既然是 smali 檔案,當然是以 .smali 為檔案字尾,這裡先建立一個 SmaliHello.smali 檔案,直接上程式碼,再來看每行的含義。

smali-code
smali-code

第 1~3 行,實際上是宣告瞭 smali 檔案的頭,每個 smali 檔案都會有它們。.class 表示類名,這裡定義了一個 public 的類,全類名是 com.cxmyDev.smalidemo.SmaliHelo.super 表示它的父類,這裡是 Object。.source 表示它對應的 Java 檔案的檔名,這只是個標記,實際上在真實反編譯的場景下,如果程式碼被混淆了,.source 可能會沒有值。

第 6 行,定義了一個 # direct methos ,它是 baksmali 為我們新增的一行註釋,表示之後緊跟著這個類相對應的方法,需要注意的是,只會包含構造方法和靜態方法,這裡不展開討論了。

第 7~14 行,以一個 .method 開始,.end 結尾,表示它是一個方法,而 publi constructor 表示它是一個公有的構造方法,這裡其實就是 Java 類預設的構造方法,如果我們不宣告構造方法,編譯器會為我們建立一個無參的構造方法,這裡就是它了。沒啥好說的,直接寫就好了。

第 16~28 行,它也是一個方法,public static 表示它是一個公有的靜態方法,方法名是 main。而之後緊跟的 ([LJava/lang/String;])V 表示它需要傳遞一個 String 陣列,並且返回值是 void。再來看看方法內部的程式碼,第 17 行,.registers 表示暫存器的宣告,這裡宣告瞭 3 個暫存器,供後面使用,.param 表示了方法傳遞的引數,引數名叫 args ,並且是一個 String 陣列型別。.prologue 表示一個開場,之後跟隨的才是我們業務邏輯的程式碼。

第 21 行,sget-object 表示建立了一個 PrintStream 物件,並存入 v0 暫存器中。

第 23 行,const-string 表示什麼了一個字串 "Hello CxmyDev!",並存入 v1 暫存器中。

第 25行,invoke-virtual 表示呼叫了 PrintStream 中的 printIn() 方法,引數傳遞的是 v1 暫存器中的值,就是之前儲存的 "Hello CxmyDev!"。

到這裡,smali 中的程式碼,我們已經逐行認清楚它是幹嘛的了,有些細節就不展開講了,不瞭解的可以看看 Dalvik 的語法和 smali 的語法,有興趣可以先看看這兩個連結。

Dalvik-bytecode:

source.android.com/devices/tec…

Dex 格式:

source.android.com/devices/tec…

三、編譯 smali

編寫完 smali 程式碼之後,接下來就要將它編譯成 dex 檔案了,這就需要用到 smali.jar 這個工具。你可以在 Bitbucket 上直接下載到 jar 包。

bitbucket.org/JesusFreke/…

smali.jar 最新的版本版本是 2.2.1,所以這裡下載這個版本就可以了。(不方便下載的話,文末有下載方式)

先來看看 smali.jar 的幫助文件,直接使用 java -jar 命令即可。

smalijar-help
smalijar-help

我們這裡主要會用到它的 assemble 命令,再來看看 assemble 的幫助文件,使用 java -jar snali.jar a 命令即可檢視,aassemble 的縮寫。

smalijar-a-help
smalijar-a-help

可以看到,使用 -o 就可以指定輸出的 dex 檔案,然後再指定編譯的 smali 檔案即可。

java -jar smali-2.2.1.jar a -o hello.dex SmaliHello.smali複製程式碼

執行完成,如果沒有報錯的話,可以在當前目錄下,生成一個 hello.dex 檔案。如果有其它輸出,應該就是報錯了,檢視一下報錯資訊解決它就好了。

得到 hello.dex 檔案之後,我們還需要將它放到我們的 Android 裝置上,才可以執行,這個非常簡單,使用 adb push 命令即可。

最終執行這個 dex 檔案,還需要使用到 dalvikvm ,使用 adb shell dalvikvm -h 命令,檢視幫助文件,文件比較長,這裡擷取關鍵部分。

dalvik-help
dalvik-help

這裡我們主要是使用 -cp 指定 classpath 即可執行,它後續接收的是類的完整簽名,包含包名。

然後我們就需要使用 dalvikvm -cp 命令即可執行,主要指定要執行的類,需要包含包名的全類名。

smali-run
smali-run

這裡,就可以輸出我們之前編寫的 Hello CxmyDev! 了。

下面備份一下輸入的命令。

adb shell push hello.dex /sdcard/
adb shell dalvikvm -cp /sdcard/hello.dex com.cxmydev.smalidemo.SmaliHello複製程式碼

四、Dex 的 Java 程式碼

到這裡就算是將清楚,從零編寫一個 smali 程式碼,到編譯成 dex 併成功執行的所有過程了。

我們再來看看,我們編輯的 smali 程式碼,到底用 Java 程式碼編寫,是什麼內容,可以幫助我們更好的理解它。

其實很簡單,再使用 jadx 工具,對 dex 進行反編譯。因為我們這裡也不涉及混淆,所以程式碼結構非常的清晰。

java-code
java-code

這裡就是初學 Java 的時候,一個標準的 Java 程式,有個 main 函式為程式的入口函式。

五、小結

本文到這裡就算是完成了整個逆向的反逆向流程,相信能讓你加深對反編譯和 smali 的理解。

有些工具如果不方便下載(原因你懂的),可以在承香墨影公眾號回覆 smali工具 進行下載,可以下載到本文所有涉及到的資原始檔。

更多反編譯的細節,可以在承香墨影公眾號回覆 Android反編譯,你將獲得我整理好的一些關於反編譯的資料。

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