dex文件结构

介绍

dex（Dalvik Executable）是Android平台源代码文件（java，kotlin）经过编译、重构、重排、压缩、混淆后的字节码文件，是对传统的class 文件再处理。和class 文件比，dex的体积更小，dex可以将多个class文件特征进行统一处理，在程序执行过程中可以一次性载入。

dex文件的生成过程

通过编译器将源代码编译为.class字节码文件，将所有的.class字节码文件打包成一个Jar文件包，使用d8工具将Jar文件包转为dex格式。

Leb128

在 Dex（Dalvik Executable）文件格式中，LEB128（Little Endian Base 128） 是一种变长编码方式，用于紧凑地存储整数。

它有三种主要形式：

• ULEB128（Unsigned LEB128） - 存储无符号整数

• SLEB128（Signed LEB128） - 存储有符号整数

• ULEB128P1（ULEB128 + 1） - 变体，适用于存储可为 -1 的索引值

文件格式详解

文件结构组成

dex文件中的数据类型

类型	含义
u1	等同于uint8_t，1字节无符号数
u2	等同于uint16_t，2字节无符号数
u4	等同于uint32_t，4字节无符号数
u8	等同于uint64_t，8字节无符号数
sleb128	有符号LEB128，可变长度1~5字节
uleb128	无符号LEB128，可变长度1~5字节
uleb128p1	无符号LEB128值加1，可变长度1~5字节

header

struct DexHeader {
    u1  magic[8];           // 魔数
    u4  checksum;           // adler 校验值
    u1  signature[kSHA1DigestLen]; // sha1 校验值
    u4  fileSize;           // DEX 文件大小
    u4  headerSize;         // DEX 文件头大小
    u4  endianTag;          // 字节序
    u4  linkSize;           // 链接段大小
    u4  linkOff;            // 链接段的偏移量
    u4  mapOff;             // DexMapList 偏移量
    u4  stringIdsSize;      // DexStringId 个数
    u4  stringIdsOff;       // DexStringId 偏移量
    u4  typeIdsSize;        // DexTypeId 个数
    u4  typeIdsOff;         // DexTypeId 偏移量
    u4  protoIdsSize;       // DexProtoId 个数
    u4  protoIdsOff;        // DexProtoId 偏移量
    u4  fieldIdsSize;       // DexFieldId 个数
    u4  fieldIdsOff;        // DexFieldId 偏移量
    u4  methodIdsSize;      // DexMethodId 个数
    u4  methodIdsOff;       // DexMethodId 偏移量
    u4  classDefsSize;      // DexCLassDef 个数
    u4  classDefsOff;       // DexClassDef 偏移量
    u4  dataSize;           // 数据段大小
    u4  dataOff;            // 数据段偏移量
};

string_ids

struct DexStringId {
    u4 stringDataOff;
};

type_ids

struct DexTypeId {
    u4  descriptorIdx;
};

proto_ids

struct DexProtoId {
    u4  shortyIdx;          /* index into stringIds for shorty descriptor */
    u4  returnTypeIdx;      /* index into typeIds list for return type */
    u4  parametersOff;      /* file offset to type_list for parameter types */
};

field_ids

struct DexFieldId {
    u2  classIdx;           /* index into typeIds list for defining class */
    u2  typeIdx;            /* index into typeIds for field type */
    u4  nameIdx;            /* index into stringIds for field name */
};

method_ids

struct DexMethodId {
    u2  classIdx;           /* index into typeIds list for defining class */
    u2  protoIdx;           /* index into protoIds for method prototype */
    u4  nameIdx;            /* index into stringIds for method name */
};

class_def

struct DexClassDef {
    u4  classIdx;           /* index into typeIds for this class */
    u4  accessFlags;
    u4  superclassIdx;      /* index into typeIds for superclass */
    u4  interfacesOff;      /* file offset to DexTypeList */
    u4  sourceFileIdx;      /* index into stringIds for source file name */
    u4  annotationsOff;     /* file offset to annotations_directory_item */
    u4  classDataOff;       /* file offset to class_data_item */
    u4  staticValuesOff;    /* file offset to DexEncodedArray */
};