Java ASM3學習(3)

MethodVisitor

ClassVisitor的visitMethod能夠訪問到類中某個方法的一些入口信息，那么針對具體方法中字節碼的訪問是由MethodVisitor來進行的

訪問順序如下，其中visitCode和visitMaxs僅調用一次，標志方法字節碼訪問的開始和結束

 MethodVisitor如何獲得：

1.ClassReader中傳入的ClassVisitor中返回的MethodVisitor

2.直接調用ClassWriter.visitMethod返回MethodVisitor

創建ClassWriter的時候：
1.new ClassWriter(0) 

自己計算幀、操作數棧大小和局部變量表大小，即自己調用visitMaxs

2.new ClassWriter(COMUPTE_MAXS)

自動計算幀、操作數棧大小和局部變量表大小，但是仍需要調用visitMaxs，里面的參數自動忽略，優點是簡單，缺點是程序運行性能降低（10%）

3.new ClassWriter(COMPUTE_FRAMES)

與2類似，改進是不用再調用visitFrame，性能只下降2的一半

常用api：

visitFieldInsn ： 訪問某個成員變量的指令，支持GETSTATIC, PUTSTATIC, GETFIELD or PUTFIELD.
visitFrame ：訪問當前局部變量表和操作數棧中元素的狀態，參數就是局部變量表和操作數棧的內容
visitIincInsn ： 訪問自增指令
visitVarInsn ：訪問局部變量指令，就是取局部變量變的值放入操作數棧
visitMethodInsn ：訪問方法指令，就是調用某個方法，支持INVOKEVIRTUAL, INVOKESPECIAL, INVOKESTATIC or INVOKEINTERFACE.
visitInsn ： 訪問無操作數的指令，例如nop，duo等等

visitTypeInsn：訪問type指令，即將一個類的全限定名作為參數然后new一個對象壓入操作數棧中

https://www.javadoc.io/doc/org.ow2.asm/asm/4.0/org/objectweb/asm/MethodVisitor.html

生成方法：

比如

package asm;

public class bean {
    private int f;

    public bean() {
    }

    public void setF(int f) {
        this.f = f;
    }

    public int getF() {
        return this.f;
    }
}

上面的getF方法就可以用其對應的字節碼指令生成

 假設mv是MethodVisitor，即：

mv.visitCode();// 標志開始訪問
mv.visitVarIn(ALOAD,0)
mv.visitFieldInsn(GETFIELD,"asm/beam","f","I")
mv.visitInsn(IRETURN)
mv.visitMaxs(1,1) //局部表量表和操作數棧的大小，只要一個this即可
mv.visitEnd

 那么可以動態的生成setF的方法體：

 那么只需要定義一個ClassAdapter，由於要遍歷每個方法，因此在visitMethod處判斷方法名即可hook指定方法：

package asm;

import org.objectweb.asm.ClassAdapter;
import org.objectweb.asm.ClassVisitor;
import org.objectweb.asm.MethodVisitor;
import org.objectweb.asm.Opcodes;

public class ClassPrint  extends ClassAdapter {

    public ClassPrint(ClassVisitor classVisitor) {
        super(classVisitor);
    }
    @Override
    public MethodVisitor visitMethod(int var1, String var2, String var3, String var4, String[] var5) {
        System.out.println(var2);
        if (var2.equals("setFf")) {
            MethodVisitor mv = this.cv.visitMethod(var1, var2, var3, var4, var5);
            mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 0);
            mv.visitVarInsn(Opcodes.ILOAD, 1);
            mv.visitFieldInsn(Opcodes.PUTFIELD, "asm/bean", "f", "I");
            mv.visitInsn(Opcodes.RETURN);
            mv.visitMaxs(2, 2);
            mv.visitEnd();
            return mv;
        }
     return    this.cv.visitMethod(var1, var2, var3, var4, var5);
    }


}

生成結果如下：

結合if以及異常的字節碼指令分析：

還是以以下代碼為例，假設要為setFf生成代碼塊，先取其字節碼指令：

package asm;

public class bean {
    private int f;
    public void setFf(int f) {
            if(f>=0){
                this.f=f;
            }
            else {
            throw     new IllegalArgumentException();
            }
    }
    public int getF(){
     return f;
    }
}

字節碼指令如下：

這里要引入棧映射幀的概念，就是表示在執行某一條字節碼指令之前，幀的狀態，即局部變量表和操作數棧的狀態，不是每條字節碼前面都有棧映射幀，通常在有條件跳轉或無條件跳轉之后或者拋出異常之前，只要記住有這么個指令即可，具體怎么用可以查doc。ps：直接根據idea給出的字節碼指令來寫asm代碼即可

即對應的重寫setFf的asm代碼為：

package asm;
import org.objectweb.asm.*;

public class ClassPrint  extends ClassAdapter {

    public ClassPrint(ClassVisitor classVisitor) {
        super(classVisitor);
    }
    @Override
    public MethodVisitor visitMethod(int var1, String var2, String var3, String var4, String[] var5) {
        System.out.println(var2);
        if (var2.equals("setFf")) {
            MethodVisitor mv = this.cv.visitMethod(var1, var2, var3, var4, var5);
            mv.visitVarInsn(Opcodes.ILOAD, 1); //f入棧
            Label l1 = new Label();
            mv.visitJumpInsn(Opcodes.IFLT,l1); //彈出f和0比較,此時棧空,到label1
            mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD,0);//壓入this
            mv.visitVarInsn(Opcodes.ILOAD,1); //壓入f
            mv.visitFieldInsn(Opcodes.PUTFIELD,"asm/bean","f","I"); //彈出this和f，賦值this.f=f
            Label l2 = new Label(); //聲明label
            mv.visitJumpInsn(Opcodes.GOTO,l2); //跳轉關聯label2

            mv.visitLabel(l1);//label1起始
            mv.visitFrame(Opcodes.F_SAME,2,null,0,null); //訪問當前幀狀態
            mv.visitTypeInsn(Opcodes.NEW,"java/lang/IllegalArgumentException");//new異常,分配內存但不做初始化操作
            mv.visitInsn(Opcodes.DUP);//復制棧里元素，再次壓入
            mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESPECIAL,"java/lang/IllegalArgumentException","<init>","()V");//彈出一個對象(參數個數為0+1=1)，進行初始化操作，構造函數默認為空，此時棧大小為1，實例化結束后再次壓入實例化的結果
            mv.visitInsn(Opcodes.ATHROW);//此時棧中對象已經進行初始化，所以彈出棧頂的異常對象，即拋出異常，棧中實際上還剩余一個this
            
            mv.visitLabel(l2); //label2起始
            mv.visitFrame(Opcodes.F_SAME,2,null,0,null);//訪問當前幀狀態
            mv.visitInsn(Opcodes.RETURN);//返回
            mv.visitMaxs(2, 2);//設置局部表量表和操作數棧大小
            mv.visitEnd();//訪問結束
            return mv;
        }
     return    this.cv.visitMethod(var1, var2, var3, var4, var5);
    }


}

tips：

getfiled 彈一個對象的引用，並將所取的字段的值壓入

putfield 需要彈一個值和一個對象引用，將值存儲在對象所指定的字段中 

asm不同版本差別

調用思想不變，做好替換即可。

看到樂谷大佬的一句話：

解釋不清楚，就是自己沒理解，那就不是自己的知識，效果肯定大打折扣。

共勉~

tip：

1.hook調用自己的方法時注意用invokeStatic

2.需要用到源方法中的參數時，直接找到class文件，從字節碼指令中找

參考：

ASM4使用指南