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Dalvik-bytecode


本文记录对官网Dalvik-bytecode的详细阅读,进行适当翻译和说明。

通用设计

  • 机器模型和调用约定:
    • 机器模型是基于寄存器的,每一帧指令都在创建后拥有固定的size。每一个指令都包含一定的寄存器和参数。
    • 当需要表示值时,单个寄存器代表32bits值,相邻的两个寄存器代表64bits值,寄存器对没有字节对齐的要求。
    • 当需要表示引用时,寄存器被认为足够可以表示一个引用。
    • (Object) null == (int) 0。
    • 方法的N个参数被放在方法的调用帧(invocation frame)的最后N个寄存器中。
  • 每条指令的都已16bit的位宽存储。在某些指令中,某些bit是被忽略的,被忽略的bit必须置0.
  • 指令并不限定于特定的数据类型,比如,移动32bits寄存器的值并不需要知晓其是int还是float类型。
  • 对于strings,types,fileds和methods的引用,分别采用不同的枚举和引用常量池。
  • Bitwise literal data is represented in-line in the instruction stream. 不懂什么意思,可能是:按位表示的字面值直接表现出来。
  • 实践表明,指令一般使用8-16个寄存器,所以,很多指令限制只寻址钱16个寄存器,如果有必要,可以增加到256个寄存器。另外,move系列指令可以拓展到可寻址v0 – v65535,即最大65536个寄存器。
  • 有几个伪指令(pseudo-instructions)允许持有可变长度的参数,比如fill-array-data,在正常的指令流中,是不允许出现伪指令的。另外,指令采用4字节对齐形式存储,dex生成工具会对不对其的指令填充nop以使其适应4字节对齐。大多数工具会将伪指令放在方法的末尾,否则,将需要更多的指令协助于伪指令实现相同的功能。
  • 当安装在一个运行中的系统时,指令的格式是运行被改变的,以获得更高的指令效率。
  • 语法与助记符:
    • 参数的排列方式:目标 - 源,就是目标寄存器在源寄存器的前面。
    • 某些操作码带有二义性消除名称后缀(disambiguating name suffix),用来识别类型:
      • 32-bit操作码没有标志;
      • 64-bit操作码带有-wide后缀;
      • 特定类型的操作码,带有特定的后缀,比如,-boolean -byte -char -short -int -long -float -double -object -string -class -void.
    • 某些操作码带有二义性消除后缀(disambiguating suffix),用来区别完全相同但拥有不同的布局(layout)和选项的操作码。使用“/”分割多个后缀。
    • 特定说明:指令的长度就是指令所包含的字节的个数。
    • 比如,”move-wide/from16 vAA, vBBBB”:
      • “move” is the base opcode, indicating the base operation (move a register’s value).
      • “wide” is the name suffix, indicating that it operates on wide (64 bit) data.
      • “from16” is the opcode suffix, indicating a variant that has a 16-bit register reference as a source. 16位寄存器作为源。
      • “vAA” is the destination register (implied by the operation; again, the rule is that destination arguments always come first), which must be in the range v0 – v255.
      • “vBBBB” is the source register, which must be in the range v0 – v65535. 注意这两个寄存器的范围
  • 请参考instruction formats document,以获得Summary of bytecode set中对Op&Format的参考解释。
  • 请参考.dex file format document,以获得对dex文件格式的解释。

Summary of bytecode set

这个表是根据instruction formats document的定义的规范给出的。每一个Dalvik指令都能从这个instruction formats document中找到对应的ID。一个ID只是指明了一种格式,同一种格式可以定制多个指令。
比如:ID = 12x,可以是指令move vA, vB,也可以是指令move-wide vA, vB

参考文献

dalvik-bytecode Android web site


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