静态注册
注册是将 Native 层函数挂载到 Java 上的过程。
Java 通过类似于 public native ... 的字样来声明这是一个 Native 层函数，挂载后就可以当作正常函数来调用。
使用例
package who.care;
public class Cls {
static {
System.loadLibrary("util"); // libutil.so
}
public native void sayHello();
}
静态注册，有命名约定，其函数声明如下：
Java_<packagename>_<classname>_<methodname>(JNIEnv* env, jclass clazz, <params>)
若文件载入了 Jni.h，则会收集命名符合该模式的函数自动注册。
若是重载函数，需要额外追加双下划线 + 参数签名，对签名中特殊字符需要进行转义。
Java_<packagename>_<classname>_<methodname>__<signature>
/ -> __ -> _1; -> _2[ -> _3- ...
动态注册，则是提供一个包含上面信息的表，在 JNI_Onload 函数中手动注册 JNI_Onload 是载入 Jni.h 后执行的第一个函数。 动态注册不会有命名的限制
如果发现 so 文件里没有多少以 Java_ 开头在函数，可考虑是否为动态注册，
动态注册的流程
一个 so 文件被连接，其中的 .init 与 .init_array 段会首先被依次执行。
JavaVM & JNIEnv
JavaVM 是虚拟机在 JNI 层的表示，一个进程只有一个 JavaVM，所有线程共用一个 JavaVM。 JavaVM 通常只是用来获取 JNIEnv。
JNIEnv 表示 Java 调用 native 语言的环境，是一个封装了几乎全部 JNI 方法的指针。 native 层可以通过 JNIEnv 调用 Java 层函数。 不同线程的 JNIEnv 彼此独立。
动态注册需要重写 JNI_Onload，并使用 RegisterNatives 手动注册函数，以下是一个示例。
// 1. 重写 JNI_OnLoad 方法
// jint 是 Java int
JNIEXPORT jint JNI_OnLoad(JavaVM* jvm, void* reserved){
// 2. 获取 JNIEnv
JNIEnv* env = NULL;
if(jvm->GetEnv((void**)&env, JNI_VERSION_1_6) != JNI_OK){
return JNI_FALSE;
}
// 3. 获取注册方法所在 Java 类的引用
jclass clazz = env->FindClass("com/curz0n/MainActivity");
if (!clazz){
return JNI_FALSE;
}
// 4. 动态注册 native 方法
if(env->RegisterNatives(clazz, gMethods, sizeof(gMethods)/sizeof(gMethods[0]) )){
return JNI_FALSE;
}
return JNI_VERSION_1_6;
}
其中第四步 gMethods 变量是 JNINativeMethod 结构体，用于映射 Java 方法与 C/C++ 函数的关系，其定义如下:
typedef struct {
const char* name; // 动态注册的 Java 方法名
const char* signature; // 方法签名，使用 smali 语法描述
void* fnPtr; // 指向实现 Java 方法的 C/C++ 函数指针
} JNINativeMethod;
RegisterNatives 函数声明如下
jint RegisterNatives(
jclass clazz, // 目标 Java 类
const JNINativeMethod* methods, // Methods 列表
jint nMethods // 一共有几个 Method 需要注册
)
一个 native 方法示例如下：
JNIEXPORT void JNICALL sayHello(JNIEnv *env, jobject a1, jint a2) {
printf("Hello World!\n");
return;
}
可见 native 函数第一个参数总是 JNIEnv，在函数体中就可以通过：
(*env)->funcname()
调用 Java 层函数。
反汇编的情况
源码被编译后，其中变量类型信息几乎会全部丢失。反汇编后需要手动恢复变量的类型。
在反汇编的代码中，指针通常被视为 int 或 __int64 类型。
// 这里 a1 可能是一个指针
char v1 = *(char *)a1;
// 这里 a2 可能是一个双指针，v2 可能是指针
// 取双字长，即 64 位
__int64 v2 = *(_DWORD *)a2;
native 函数反汇编后的特征如下：
(*(int (__fastcall **)(void))(*(_DWORD *)a1 + 676))
可见，a1 为双指针，寻址一次后加上 +676 的偏移，强制类型转换为函数指针。
如 a1 正好是函数的第一个入参，且这个参数在函数中存在 寻址 + 偏移 + 类型转换 (+ 再寻址) 的操作时，则基本可以确定 a1 类型正是 JNIEnv。通过确定类型可以使莫名奇妙的偏移值转换为有名字的 JNI 层函数。
Java Native Interface Specification: 2 - Design Overview (oracle.com)