Androidのapkを
apktoolを用いて逆コンパイルするとsmaliファイルが出てきます．
先日，そのsmaliファイルを読む機会があったので，そのときに学んだsmaliの文法をまとめておきます．
注意
- 説明の簡略化のために，メソッドとフィールドの説明におけるJavaのコードにおいて，文法を守っていない部分があります
- レジスタの説明などにおいて，一部smaliとdex，Dalvik VMを同一視しています
型
Javaにおける型は，基本データ型，クラス型，配列型の3種類に分けられます．
それぞれの型について，smaliではどのように型を表記するかを示します．
- 基本データ型smaliでは，基本データ型は大文字のアルファベット1文字で表します．
| smali | Java |
|---|
| V | void |
| Z | boolean |
| B | byte |
| S | short |
| C | char |
| I | int |
| L | long |
| F | float |
| D | double |
- クラス型
smaliでは，Javaと比較してクラス名の表記が以下の点で異なります．
- クラス名の最初が"L"
- パッケージ名の区切り文字が"."ではなく"/"
- クラス名の最後が";"
例
| smali | Java |
|---|
| Ljava/lang/Object; | java.lang.Object |
| Ljava/lang/String; | java.lang.String |
| Lpackage/name/ObjectName; | package.name.ObjectName |
- 配列型
smaliでは，配列型は"["から始まる文字列で表します．
例
| smali | Java |
|---|
| [I | int[] |
| [[I | int[][] |
| [[[I | int[][][] |
| [Ljava/lang/String; | java.lang.String[] |
メソッド
smaliでは，メソッドを以下のように表記します．
オブジェクト名->メソッド名(引数の型)戻り値の型
例
| smali |
|---|
| Lpackage/name/ObjectName;->MethodName(III)Z |
| Java |
|---|
| boolean package.name.ObjectName.MethodName(int, int, int) |
| smali |
|---|
| Lpackage/name/ObjectName;->MethodName(I[[IILjava/lang/String;[Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String; |
| Java |
|---|
| String package.name.ObjectName.MethodName(int, int[][], int, String, Object[]) |
フィールド（メンバ変数）
smaliでは，フィールドを以下のように表記します．
オブジェクト名->フィールド名:フィールドの型
例
| smali |
|---|
| Lpackage/name/ObjectName;->FieldName:Ljava/lang/String; |
| Java |
|---|
| String package.name.ObjectName.FieldName |
レジスタ
smaliでは，レジスタとよばれる変数を介して，引数の受け渡しなどを行っています．
ビット数
レジスタの大きさは32ビットで，boolean，intなどのほとんどの型を1つのレジスタに格納することができます．
ただし，long型，double型のみは，格納に64ビット必要なため，レジスタが2つ必要になります．
種類と表記
レジスタは，ローカルレジスタ，引数レジスタの2種類に分けられます．
ローカルレジスタはsmali上でv0，v1，v2…と表記され，レジスタの最大数は.localsディレクティブなどによって変動します．
たとえば".locals 5"であれば，v0～v4のレジスタを使用することができます．
引数レジスタはsmali上でp0，p1，p2…と表記されます．
レジスタの最大数や値は，staticメソッドかどうかによって，少し挙動が変わってきます．
- staticメソッドの場合
- 引数レジスタの最大数は(引数の数)個になります．
たとえば method(int, int, int, int) というメソッドであれば，引数の数は4個なので，p0～p3の4個のレジスタを使用することができます．
- 引数レジスタは名前の通り，メソッドに渡された引数が格納されます．
たとえば method(1, 3, 5, 7) のようにメソッドを呼び出した場合，引数レジスタに格納される値はp0 = 1, p1 = 3, p2 = 5, p3 = 7になります．
- staticメソッドでない場合
- 引数レジスタの最大数は(引数の数+1)個になります．
たとえば method(int, int, int, int) というメソッドであれば，引数の数は4個なので，p0～p4の5個のレジスタを使用することができます．
- 引数レジスタは名前の通り，メソッドに渡された引数が格納されます．
ただし，staticメソッドでない場合は，p0にthisへの参照が格納されます．
たとえば method(1, 3, 5, 7) のようにメソッドを呼び出した場合，引数レジスタに格納される値はp0 = this, p1 = 1, p2 = 3, p3 = 5, p4 = 7になります．
なお，long型，double型はレジスタが2つ必要になるので，引数の数とレジスタの最大数がずれることに注意してください．
たとえばstaticメソッド method(long) の場合，引数は1個ですが，long型の格納にレジスタが2個必要になるため，レジスタの最大数は2個となり，第一引数はp0とp1に格納されます．
smaliの読み方
smaliの各行は大きく「コメント」「ラベル」「ディレクティブ」「命令」に分かれます．
「コメント」は，コンパイル時に無視される部分です．
Javaでは"
//"以降がコメントになります．
smaliでは"
#"以降がコメントになります．
「ラベル」はジャンプ命令などで飛ばされる先になります．
"
:"から始まる行がラベル行です．
"
:label1"のようにしてラベルを定義します．
「ディレクティブ」と「命令」の違いは気にしなくてもいいと思います．
文法的には"
."から始まるものが「ディレクティブ」，そうでないものが「命令」となります．
内部的には，定数情報の格納を行うのが「ディレクティブ」，情報の操作などを行うのが「命令」という感じがします（あんまりよくわかってない）．
命令一覧に関しては，
Dalvik opcodesをご覧ください．
ディレクティブ一覧
私が見たこと無いディレクティブはわからないので省略します…．
| ディレクティブ | 説明 |
|---|
| .class | クラス名の定義 |
| .class public Lpackage/name/ObjectName; |
| .super | スーパークラス |
| .super Ljava/lang/Object; |
| .implements | 実装インターフェース |
| .implements Ljava/io/Serializable; |
| .source | Javaソースファイル名 |
| .source "ObjectName.java" |
| .field | フィールド定義 |
| .field private FieldName:Ljava/lang/String; |
| .annotation | アノテーション |
.annotation runtime Lorg/junit/Test;
.end annotation |
| .method | メソッド定義 |
.method public static main([Ljava/lang/String;)V
メソッドの中身
.end method |
| .locals | ローカルレジスタ数の設定 |
| .locals 5 #ローカル変数の個数は5個 |
| .array-data | 配列の初期値の定義 |
.array-data 4 #要素が4バイトの配列
0x800000
0x400000
0x200000
0x100000
.end array-data
#設定された値はfill-array-data命令で書き込みできる |
| .packed-switch | 連続した値におけるswitch文の遷移先設定 |
.packed-switch 10 #値10から遷移チェックを開始
:label10 #値が10のときの遷移先ラベル
:label11 #値が11のときの遷移先ラベル
:label12 #値が12のときの遷移先ラベル
:label13 #値が13のときの遷移先ラベル
.end packed-switch
#あくまで遷移先ラベルの設定のみで，実際の遷移は行われない
#実際の遷移はpacked-switch命令で行われる |
| .sparse-switch | 飛び飛びの値におけるswitch文の遷移先設定 |
.sparse-switch
10 -> :label10 #値が10のときの遷移先ラベル
20 -> :label20 #値が20のときの遷移先ラベル
25 -> :label25 #値が25のときの遷移先ラベル
51 -> :label51 #値が51のときの遷移先ラベル
.end sparse-switch
#あくまで遷移先ラベルの設定のみで，実際の遷移は行われない
#実際の遷移はsparse-switch命令で行われる |
| .line | Javaソースコードで何行目にあたるか（デバッグ用） |
| .line 10 #Javaソースコードでは10行目 |
| .local | ローカル変数の個数 |
| .line 10 #Javaソースコードでは10行目 |
