Dalvik 分析之准备篇

来源：互联网发布：ao史密斯壁挂炉知乎编辑：程序博客网时间：2024/05/17 03:03

前言：dalvik 是 Android 的重要组成部分，掌握其运行机制对理解整个Android系统有着相当之大的帮助。本文将介绍GDB单步调试和Dexdump工具的使用，期望为探索dalvik打下一定的基础。

1. Dalvik 之编译

为了能够更方便的调试dalvik，我们需要编译一个在X86上运行的dalvik和相关工具。编译步骤如下：

首先进入到Android 源码根目录
source build/envsetup.sh (不是网上有些文章写的只输入 build/envsetup.sh)
lunch 2 在此之后可以看到TARGET_PRODUCT 为sim。TARGET_ARCH为x86
make 或者 make dalvikvm 和 make dexdump (make 为编译所有程序，比较耗时，有时甚至某些模块编译不过，如为节省时间，可使用make dalvikvm直接编译dalvik, make dexdump直接编译dexdump)

2. Gdb调试dalvik之准备工作

在用gdb启动dalvik时，需要设置一些环境，比较繁琐，这里创建一个脚本来简化这些过程，脚本名为grund.sh，放于Android源码根目录。下面为脚本内容。

#!/bin/sh

base=`pwd`

root=$base/out/debug/host/linux-x86/pr/sim/system

export ANDROID_ROOT=$root

bootpath=$root/framework

export BOOTCLASSPATH=$bootpath/core.jar:$bootpath/ext.jar:$bootpath/framework.jar:$bootpath/android.police.jar

export ANDROID_DATA=/tmp/dalvik_test

mkdir -p $ANDROID_DATA/dalvik-cache

exec gdb $root/bin/dalvikvm

3. Gdb 调试 dalvik

准备一个简单的java 程序，如hello.java，编译后将hello.jar拷贝至Android 源码根目录。（hello.java与makefile见附录）
进入到Android 源码根目录
./grund.sh （执行上述脚本，之后会看到gdb提示符）
在gdb提示符后输入 “set args –cp hello.jar hello”
这个时候就可以设置断点，单步跟踪了！如有对gdb不熟的同学，请google之。 main()函数为入口函数，先在main.c 212行设置断点（在gdb提示符后输入 “b 212”）
在gdb提示符后输入”r”， OK，我们会看到dalvik被gdb启动执行，然后停于212行，执行JNI_CreateJavaVM函数前先看看gDvm的内容（输入p gDvm）。然后执行JNI_CreateJavaVM函数（输入“n”），再看看gDvm的内容。对比执行前后的变化，可大概知道JNI_CreateJavaVM函数所做的事情。
main.c 249 行代码用于加载hello.class，在249行设置断点。在此中断后，看下slashClass的内容(输入“p slashClass“)，slashClass正是”hello”字符串。接下来单步进入执行之(输入”s”)，然后查看下函数调用栈(输入”bt”)。可知现在正在执行的是jni.c 中的FindClass函数。通过此方法，可知函数指针指向的是何函数。
main.c 255行代码用于取得hello.java 中main函数编译后的字节码。类似于g步骤，可知此时执行的函数为jni.c中的GetStaticMethodID函数
main.c 273行代码执行main函数编译后的字节码，类似于g步骤，可知此时执行的函数为jni.c 中的2681行。此处为宏定义，不容易找到。但通过gdb调试，可以准确的定位。如此时继续运行程序，”hello world” 就会出现在我们的眼前！

此处只做简单分析，为抛砖引玉用，各位同学可以藉此探究自己感兴趣的内容。在接下来的文章中会详细分析class加载与字节码的执行。

4. dexdump查看jar文件

Dexdump 可执行文件放于out目录下，可使用”find out/ -name dexdump”命令来找到dexdump。

“dexdump –f hello.jar” 命令可打印jar文件的头部信息。

“dexdump –d hello.jar” 可打印所编译的字节码。

头部信息如下：

Opened 'hello.jar', DEX version '035'

DEX file header:

magic : 'dex

035'

checksum : f2f85a9c

signature : 0404...7831

file_size : 740

header_size : 112

link_size : 0

link_off : 0 (0x000000)

string_ids_size : 14

string_ids_off : 112 (0x000070)

type_ids_size : 7

type_ids_off : 168 (0x0000a8)

field_ids_size : 1

field_ids_off : 232 (0x0000e8)

method_ids_size : 4

method_ids_off : 240 (0x0000f0)

class_defs_size : 1

class_defs_off : 272 (0x000110)

data_size : 436

data_off : 304 (0x000130)

其中string_ids，type_ids，field_ids，method_ids， class_defs皆可理解为索引。通过这些索引，可以查到真正的数据存放位置。Data_off为真正的数据存放位置。

字节码如下：

#1 : (in Lhello;)

name : 'main'

type : '([Ljava/lang/String;)V'

access : 0x0009 (PUBLIC STATIC)

code -

registers : 3

ins : 1

outs : 2

insns size : 10 16-bit code units

000148: |[000148] hello.main:([Ljava/lang/String;)V

000158: 6200 0000 |0000: sget-object v0, Ljava/lang/System;.out:Ljava/io/PrintStream; // field@0000

00015c: 1a01 0900 |0002: const-string v1, "hello world" // string@0009

000160: 6e20 0200 1000 |0004: invoke-virtual {v0, v1}, Ljava/io/PrintStream;.println:(Ljava/lang/String;)V // method@0002

000166: 2a00 0000 0000 |0007: goto/32 #00000000

catches : (none)

positions :

0x0000 line=4

0x0007 line=5

locals :

Virtual methods -

source_file_idx : 10 (hello.java)

附录：

Hello.java :

public class hello{

public static void main(String args[]) {

System.out.println("hello world");

while(true) {}

}

Makefile：

ANDROID_SRC_DIR := /android/platform_sim

android_dir_dx = $(ANDROID_SRC_DIR)/out/host/linux-x86/bin/dx

all:

javac hello.java

$(android_dir_dx) --dex --output=hello.jar hello.class

clean:

@rm *.jar *.class