JAVA - KLASSENDATEIEN

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JAVA - KLASSENDATEIEN

• Seminarvortrag von Studierach Beatrix

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Überblick

• Klassendatei
• Spezielle Strings
• Constant Pool
• Attribute

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Class-File
Java
Programm in Java
Compiler
class
files
Java
Programm in anderer Sprache
Compiler
class
files
Programm in Java
Compiler
Other binary format
4
Typen

• 1. PRIMITIVE TYPEN
• u1 ...1 unsigned byte
• u2 ... 2 unsigned bytes
• u4 ... 4 unsigned bytes
• u8 ... 8 unsigned bytes
• 2. TABELLENNAME

Big Endian
5
Klassendatei - Struktur

• ClassFile
• u4 magic
• u2 minor_version
• u2 major_version
• u2 constant_pool_count
• cp_info constant_pool constant_pool_count-1
• u2 access_flags
• u2 this_class
• u2 super_class
• u2 interfaces_count
• u2 interfacesinterfaces_count
• u2 fields_count
• field_info fieldsfields_count
• u2 methods_count
• method_info methodsmethods_count
• u2 attributes_count
• attributte_info attributesattributes_count

Magic Number 0xCAFEBABE
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Beispiele zur Version

• JDK 1.0.2 unterstützt Klassendatei- Formate der
  Versionen 45.0 bis 45.3
• SDK 1.2 unterstützt Klassendatei- Formate der
  Versionen 45.0 bis 46.0

Versionsnummer 45.3
Major version no.
Minor version no.
7
Klassendatei - Struktur

• ClassFile
• u4 magic ?
• u2 minor_version ?
• u2 major_version ?
• u2 constant_pool_count
• cp_info constant_pool constant_pool_count-1
• u2 access_flags
• u2 this_class
• u2 super_class
• u2 interfaces_count
• u2 interfacesinterfaces_count
• u2 fields_count
• field_info fields fields_count
• u2 methods_count
• method_info methodsmethods_count
• u2 attributes_count
• attributte_info attributesattributes_count

8
Constant Pool
Tag CONSTANT_Class
constant_pool Entry 1
name_index 7
constant_pool Entry 7
Tag CONSTANT_Utf8_info
length 3
bytes Act
this class
This_class 1
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Klassendatei - Struktur

• ClassFile
• u4 magic ?
• u2 minor_version ?
• u2 major_version ?
• u2 constant_pool_count ?
• cp_info constant_pool constant_pool_count-1 ?
• u2 access_flags
• u2 this_class
• u2 super_class
• u2 interfaces_count
• u2 interfacesinterfaces_count
• u2 fields_count
• field_info fieldsfields_count
• u2 methods_count
• method_info methodsmethods_count
• u2 attributes_count
• attribute_info attributesattributes_count

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Access_flags
Flag Name Bedeutung Verwendung
ACC_PUBLIC Zugriff ausserhalb des Package möglich Klasse, Interface
ACC_FINAL Keine Unterklassen erlaubt Klasse
ACC_SUPER Hat geerbte Methoden Klasse, Interface
ACC_INTERFACE Ist ein Interface Interface
ACC_ABSTRACT Ist Abstract und kann nicht instanziert werden Klasse, Interface
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Überblick

• Klassendatei ?
• Spezielle Strings
• Constant Pool
• Attribute

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Spezielle Strings

• Fully qualified Names
• Simple Names
• Descriptors

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Fully qualified names

• Source Code
• java.lang.Thread
• Class File
• java/lang/Thread

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Simple names

• Constant Pool Eintrag der auf die Methode String
  toString() verweist
• toString
• Constant Pool Eintrag der auf das Feld
  java.io.PrintStram out verweist
• out

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Descriptors
FieldDescriptor FieldType ComponentType FieldType FieldType BaseType ObjectType ArrayType BaseType B C D F I J S Z ObjectType Lltclassnamegt ArrayType ComponentType MethodDesciptor ( ParameterDesciptor ) ReturnDesciptor ObjectType ArrayType ParameterDesciptor FieldType ReturnDesciptor FieldType V
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Beispiele - Field Desciptor

• int i ? I
• long windingRoad ? J
• java.lang.Object stuff ? Ljava/lang/Object

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Beispiel MethodDescriptor

• int getSize
• ? ()I
• void main(String args)
• ? (Ljava/lang/String)V
• boolean regionMatches(boolean ignoreCase, int
  toOffset, String other, int offset, int len)
• ? (ZILjava/lang/SrtingII)Z

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Überblick

• Klassendatei ?
• Spezielle Strings ?
• Constant Pool
• Attribute

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Constant Pool Allgemeines Format

• cp_ info
• u1 tag
• u1 info
• tag Indikator für Typ des Eintrags
• info Inhalt variert mit Wert des Tags

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Constant Pool - Tag

• CONSTANT_Class
• CONSTANT_Fieldref
• CONSTANT_Methodref
• CONSTANT_InterfaceMethodref
• CONSTANT_String
• CONSTANT_Integer
• CONSTANT_Float
• CONSTANT_Long
• CONSTANT_Double
• CONSTANT_NameAndType
• CONSTANT_Utf8

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Constant_Class

• CONSTANT_Class_info
• U1 tag
• U2 name_index

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CONSTANT_NameAndType

• CONSTANT_NameAndType_info
• U1 tag
• U2 name_index
• U2 desciptor_index

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CONSTANT_UTF8

• CONSTANT_utf8_info
• U1 tag
• U2 length
• U2 byteslength

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Überblick

• Klassendatei ?
• Spezielle Strings ?
• Constant Pool ?
• Attribute

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Attribute

• Code
• ConstantValue
• Deprecated
• Exceptions
• InnerClasses
• LineNumberTable
• LocalVariableTable
• SourceFile
• Synthetic

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ConstantValue

• ConstantValue_attribute
• u2 attribute_name_index
• u4 attribute_length
• u2 constantvalue_index

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Code

• Code_attribute
• u2 attribute_name_index
• u4 attribute_length
• u2 max_stack
• u2 max_locals
• u4 code_length
• u1 codecode_ length
• u2 exception table_length
• u2 start_pc
• u2 end_pc
• u2 handler_pc
• u2 catch_type
• exception_tableexception_table_length
• u2 attributes_count
• attribute_info attributesattributes_count

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LocalVariableTable

• LocalVariableTable _attribute
• u2 attribute_name_index
• u4 attribute_length
• u2 local_variable_table_length
• u2 start_pc
• u2 length
• u2 name_index
• u2 name_index
• u2 descriptor_index
• u2 index
• local_variable_tablelocal_variable_table_leng
  th

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Danke für Ihre Aufmerksamkeit!