smali语法以及通过org.jf.dexlib2工具来实现smali插入dex文件中
前言
需要将特定的smali代码插入到dex文件中起到特殊作用，但是对于smali语法一知半解，这次来总结一下，并介绍如何使用工具来讲smali代码插入dex文件中。
Smali语法
可以使用IDEA或者Android Studio的Java2Smali插件来查看smali代码。
源码：
package cn.soulapp;
import android.os.Bundle;
import androidx.annotation.Nullable;
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import com.example.souldemo.R;
public class MainAcitivity extends AppCompatActivity {
@Override
protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
}
}
smali代码：
其中#后面为注释
# 类名 .class
.class public Lcn/soulapp/MainAcitivity;
# 该类的父类
.super Landroidx/appcompat/app/AppCompatActivity;
# 文件名
.source "MainAcitivity.java"
# direct methods
.method public constructor <init>()V
# 表示需要寄存器数量，这里表示需要1个寄存器
.registers 1
# 表示逻辑代码的开始处
.prologue
# 表示Java源文件名的行数
.line 10
# invoke-direct 用于调用非 static 直接方法（也就是说，本质上不可覆盖的实例方法，即 private 实例方法或构造函数）。
invoke-direct {p0}, Landroidx/appcompat/app/AppCompatActivity;-><init>()V
# 表示该方法无返回值
return-void
# 表示方法执行结束
.end method
# 后面的可以参考给出的Dalvik 字节码链接中的信息，很多都是从这里获得的。
# virtual methods
.method protected onCreate(Landroid/os/Bundle;)V
.registers 3
.param p1, "savedInstanceState" # Landroid/os/Bundle;
.annotation build Landroidx/annotation/Nullable;
.end annotation
.end param
.prologue
.line 13
invoke-super {p0, p1}, Landroidx/appcompat/app/AppCompatActivity;->onCreate(Landroid/os/Bundle;)V
.line 14
const v0, 0x7f0a001c
invoke-virtual {p0, v0}, Lcn/soulapp/MainAcitivity;->setContentView(I)V
.line 15
return-void
.end method
Java类型对应的类型描述符
| Java 类型 | 类型描述符 |
|---|---|
| char | C |
| byte | B |
| short | S |
| int | I |
| long | J |
| float | F |
| double | D |
| boolean | Z |
| void | V |
| 对象 | L |
| 数组 | [ |
基本类型的表示很简单，int 用 I 表示即可。对象的表示，顶级父类 Object 的表示方法 Ljava/lang/Object;，再比如 String 类型，就用 Ljava/lang/String 表示。
对于数组，DalviK 有特殊的表示方法 [ 后面跟上数组元素的类型。int[] 的表示方式就是 [I, String[] 的表示方法是 [Ljava/lang/String;。二维数组用 [[ 表示，[[Ljava/lang/String 就是指 String[][]，以此类推。
org.jf.dexlib2工具
github地址：https://github.com/JesusFreke/smali/tree/master/dexlib2/
下载地址：https://bitbucket.org/JesusFreke/smali/downloads/
dexlib2工具可以修改dex文件内容，你可以插入想要的代码或者重写一个dex文件。当然一些反编译apk的工具也引用了该工具，比如apktool。
步骤
1.创建DexBackedDexFile
我们可以通过 DexFileFactory 类来创建一个 DexBackedDexFile实例
val dexBackedDexFile = DexFileFactory.loadDexFile(File("classes.dex"), Opcodes.getDefault())
一个 DexBackedDexFile 实例代表一个dex文件，通过 DexBackedDexFile 我们可以访问到所有Class
//所有classes
val classes = dexBackedDexFile.classes
println(classes.size)
2.ClassDef
ClassDef 代表一个类,我们可以通过 DexBackedDexFile 实例来获取一个类，也可以自行创建一个类.
//从DexBackedDexFile获取ClassDef
val zzz = dexBackedDexFile.classes.find {
//type 代表class name
it.type == "Lcom.xxx.yyy.zzz;"
}
//父类
println(zzz?.superclass)
复制代码
val type = "Lcom.xxx.yyy.zzz;"
val defClass = ImmutableClassDef(
//类名
type,
AccessFlags.PUBLIC.value,
//父类
"Ljava/lang/Object;",
//继承的接口
null,
//源文件
null,
//注解
null,
//静态成员变量
listOf(
ImmutableField(
//所属类
type,
//成员名称
"field1",
//成员类型
"I",
AccessFlags.PRIVATE.value,
//初始化值
ImmutableIntEncodedValue(666),
null,
null
)
),
//成员变量
null,
//直系方法（自定义）
null,
//非直系（继承重载等）
null
)
3.修改某类的方法返回值
fun main() {
val dexBackedDexFile = DexFileFactory.loadDexFile(File("classes.dex"), Opcodes.getDefault())
val type = javaClassoType("com.uzmap.pkg.EntranceActivity")
//定义一个DexRewriter
val reWriter = DexRewriter(object : RewriterModule() {
//修改方法
override fun getMethodRewriter(rewriters: Rewriters): Rewriter<Method> = Rewriter {
//判断类名和方法名
if (it.definingClass == type && it.name == "isFromNativeSDK") {
//返回修改后的方法
return@Rewriter MethodWrapper(it).apply {
//修改方法的实现
methodImplementation = ImmutableMethodImplementation(
//寄存器个数
1, listOf(
ImmutableInstruction11n(
//指令
Opcode.CONST_4,
//寄存器
0,
//值
1),
//return p0
ImmutableInstruction11x(
Opcode.RETURN,
0
)
), null, null
)
}.build()
}
it
}
})
val newDexFile = reWriter.dexFileRewriter.rewrite(dexBackedDexFile)
DexFileFactory.writeDexFile("new.dex", newDexFile)
}
fun javaClassToType(clz: String): String = "L${clz.replace(".", "/")};"
上面我们修改了 isFromNativeSDK 方法使其返回true，这里有关于寄存器的知识:
当一个方法被调用的时候，方法的参数被置于最后N个寄存器中。如果一个方法有2个参数，5个寄存器（v0-v4），那么参数将置于最后2个寄存器——v3和v4。 非静态方法中的第一个参数总是调用该方法的对象。
这里指定了一个寄存器，就是第一个参数this——代表EntranceActivity实例。
修改后的smali代码:
# virtual methods
.method protected final isFromNativeSDK()Z
.locals 0
const/4 p0, 0x1
return p0
.end method
寄存器都是32位的，能够支持任何类型。64位类型（Long和Double型）用2个寄存器表示。 有两种方式指定一个方法中有多少寄存器是可用的。.registers指令指定了方法中寄存器的总数。.locals指令表明了方法中非参寄存器的数量。
MethodWrapper 类的定义:
import org.jf.dexlib2.iface.Method
import org.jf.dexlib2.immutable.ImmutableMethod
class MethodWrapper(method: Method) {
var definingClass = method.definingClass
var name = method.name
var parameters = method.parameters
var returnType = method.returnType
var accessFlags = method.accessFlags
var annotations = method.annotations
var hiddenApiRestrictions = method.hiddenApiRestrictions
var methodImplementation = method.implementation
fun build(): ImmutableMethod = ImmutableMethod(
definingClass,
name,
parameters,
returnType,
accessFlags,
annotations,
hiddenApiRestrictions,
methodImplementation
)
}
总结
smali就相当于汇编一样，是比较底层的语言。研究它无非是对于安卓逆向或者事安卓加固有些许帮助，并可以通过修改dex文件来获得一些特殊功能。另外，研究它也可以增加自己反编译的知识，毕竟翻译这个还是很需要时间的，一些巨人已经将自己的成果发出来供大家使用，我们只是站在巨人的肩膀上。天下没有绝对的安全。
