Android学习心得（5） －－－ dex数据类型LEB128

我在博客上发表一些我的Android学习心得，希望对大家能有帮助。
在前一章我们学习了如何进行Android源代码下载，这一章学习基本的Dalvik指令集编写

Android学习心得（1） －－－ MAC下Android环境的搭建
Android学习心得（2） －－－ MAC下Android反编译
Android学习心得（3） －－－ MAC下Android源代码下载
Android学习心得（4） －－－ MAC下smali文件编写与运行

LEB128就是使用了一种 Variable-length quantity （VLQ：使用任意位数的二进制来表示一个任意大的数字的一种编码方式）
类型的压缩算法。当然，可以是表示有符号的，也可表示无符号的。

1、首先我们先看下dex文件中用到的LEB128数据类型

上图显示了dex中LEB128数据类型

每个LEB128由1~5个字节组成，所有字节组合在一起表示一个32位的数据。
每个字节有效位为7位，如果第一个字节最高位为1，表示使用两个字节，以此类推，知道最后的字节最高位为0。

这里引用维基百科中对LEB128数据类型的例子来讲解如何把一个无符号数整型数压缩成3bytes的LEB128类型。

//将624485转换成LEB128类型
 10011000011101100101        624485使用2进制表示
 010011000011101100101       将2进制的表示的bit扩展为能被7整除（不足的加0）
 0100110  0001110  1100101   再以7位为一组进行分组
 00100110 10001110 11100101  把第一组扩展0为8位，而其余的都扩展1为8位
 0xE5     0x8E     0x26      结果表示位16进制
 0x26     0x8E     0xE5      最终在内存中的表示

由于维基百科中对有符号整数类型的例子只有文字描述，所有我继续用个例子来讲解。

//将-624485转换成LEB128类型
111101100111100010011011    -624485的2进制表示，计算机中使用补码表示负数
101100111100010011011       把2进制的表示3位扩展为能被7整除
1011001  1110001  0011011   再以7位为一组进行分组
01011001 11110001 10011011  把第一组扩展0为8位，而其余的都根据扩展1为8位
0x59     0xf1     0x9b      结果表示位16进制
0x9b     0xf1     0x59      最终在内存中的表示

在维基百科中，给出如何编码和解码的类c伪代码，这里直接贴出来让大家学习下。

C-like pseudo-code
//Encode unsigned integer 编码无符号整数
do {
  byte = low order 7 bits of value;
  value >>= 7;
  if (value != 0) /* more bytes to come */
  set high order bit of byte;
  emit byte;
} while (value != 0);

//Encode signed integer 编码有符号整数
more = 1;
negative = (value < 0);
size = no. of bits in signed integer;
while(more) {
  byte = low order 7 bits of value;
  value >>= 7;
  /* 如果使用算数移位，则下面这一步不需要，如果使用逻辑移位，则需要下面一步 */
  if (negative)
    value |= - (1 <<(size - 7)); /* sign extend */

  /* sign bit of byte is second high order bit (0x40) */
  if ((value == 0 && sign bit of byte is clear) || 
      (value == -1 && sign bit of byte is set))
    more = 0;
  else
    set high order bit of byte;
  emit byte;
}

//Decode unsigned integer 解码无符号整数
result = 0;
shift = 0;
while(true) {
  byte = next byte in input;
  result |= (low order 7 bits of byte << shift);
  if (high order bit of byte == 0)
    break;
  shift += 7;
}

//Decode signed integer 解码有符号整数
result = 0;
shift = 0;
size = number of bits in signed integer;
while(true) {
  byte = next byte in input;
  result |= (low order 7 bits of byte << shift);
  shift += 7;
  if (high order bit of byte == 0)
    break;
}

/* sign bit of byte is second high order bit (0x40) */
if ((shift <size) && (sign bit of byte is set))
  /* sign extend */
  result |= - (1 << shift);