AVM2 Overview学习笔记1 – AVM2基本结构 AVM2 Overview学习笔记2 – 运行

ABC文件是AVM2加载执行程序的最小单位，但实际上，AVM2并非一定要从文件系统中加载ABC文件。

Despite the name, the contents of an abcFile does not need to be read from a file in the file system; it can be generated dynamically by a run-time compiler or other tools. The use of the word “file” is historical.

下面对ABC做简单介绍。

原生类型

值得注意的是，多字节类型是以小端序（little-endian order）存储的，负整数使用补码存储。

• u8，8位无符号整数；
• u16，16位无符号整数；
• s24，24位有符号整数；
• u30，30位无符号整数，使用变长结构（variable-length）存储；
• u32，32位无符号整数，使用变长结构（variable-length）存储；
• s32，32位有符号整数，使用变长结构（variable-length）存储；
• d64，64位浮点数，使用IEEE-754中规定的结构。

变长结构说明： * 变长编码的u30，u32和s32使用1到4个字节，具体长度依赖于该数值大小; * 每个字节的低7位用于保存数值，如果最高位被置位，则表示下一个字节也是该数值的一部分; * 对于s32来说，是使用符号扩展表示的

ABC文件结构

abcFile  
{ 
    u16 minor_version 
    u16 major_version 
    cpool_info constant_pool 
    u30 method_count 
    method_info method[method_count] 
    u30 metadata_count 
    metadata_info metadata[metadata_count] 
    u30 class_count 
    instance_info instance[class_count] 
    class_info class[class_count] 
    u30 script_count 
    script_info script[script_count] 
    u30 method_body_count 
    method_body_info method_body[method_body_count] 
}

基本上与class文件结构相似。

常量池

cpool_info 
{ 
    u30 int_count 
    s32 integer[int_count] 
    u30 uint_count 
    u32 uinteger[uint_count] 
    u30 double_count 
    d64 double[double_count] 
    u30 string_count 
    string_info string[string_count] 
    u30 namespace_count 
    namespace_info namespace[namespace_count] 
    u30 ns_set_count 
    ns_set_info ns_set[ns_set_count] 
    u30 multiname_count 
    multiname_info multiname[multiname_count]  
} 

这里可以看到，常量池中是按照不同数据类型分别存储的。

字符串

在AVM2中，字符串是UTF-8编码的Unicode字符。字符串的基本结构如下：

string_info 
{ 
    u30 size 
    u8  utf8[size] 
}

命名空间

命名空间的基本结构如下：

namespace_info 
{ 
    u8  kind 
    u30 name 
}

用户自定义命名空间的类型是CONSTANT_Namespace或CONSTANT_ExplicitNamespace，并有一个非空的名字，而系统命名空间的名字是空的，类型也不同。命名空间的类型如下：

Namespace Kind              Value 
CONSTANT_Namespace          0x08 
CONSTANT_PackageNamespace   0x16 
CONSTANT_PackageInternalNs  0x17 
CONSTANT_ProtectedNamespace 0x18 
CONSTANT_ExplicitNamespace  0x19 
CONSTANT_StaticProtectedNs  0x1A 
CONSTANT_PrivateNs          0x05

命名空间集合

ns_set_info 
{ 
    u30 count 
    u30 ns[count] 
} 

ns_set_info中存储的命名空间的集合，其数组ns中的元素是常量池中命名空间类型常量的索引。

Multiname

基本结构如下：

multiname_info 
{ 
    u8   kind 
    u8   data[] 
}

其中，kind表明了当前Multiname的类型，data中保存了相关multiname的具体内容。multiname的类型如下：

Multiname Kind       Value 
CONSTANT_QName       0x07 
CONSTANT_QNameA      0x0D 
CONSTANT_RTQName     0x0F 
CONSTANT_RTQNameA    0x10 
CONSTANT_RTQNameL    0x11 
CONSTANT_RTQNameLA   0x12 
CONSTANT_Multiname   0x09 
CONSTANT_MultinameA  0x0E 
CONSTANT_MultinameL  0x1B 
CONSTANT_MultinameLA 0x1C 

其中后缀’A’（例如CONSTANT_QNameA）表示属性名。

不同Multiname类型的基本结构：

multiname_kind_QName 
{ 
    u30 ns 
    u30 name 
}

其中ns和name的值分别是常量池中命名空间和字符串类型常量数值的索引值。如果ns为0表示任意命名空间，如果name为0表示任意名字。

multiname_kind_RTQName 
{ 
    u30 name 
}

其中name的含义与multiname_kind_QName中相同。

multiname_kind_RTQNameL 
{ 
}

没有与该类型对应的数据。

multiname_kind_Multiname 
{ 
    u30 name 
    u30 ns_set 
} 

其中name是常量池中字符串常量数组的索引，ns_set是常量池中ns_set数组的索引。name的值为0表示是任意名字，而ns_set的值不能为0。

multiname_kind_MultinameL 
{ 
    u30 ns_set 
}

其中ns_set的含义与multiname_kind_Multiname中相同。

方法签名

方法的基本结构如下：

method_info 
{ 
    u30 param_count 
    u30 return_type 
    u30 param_type[param_count] 
    u30 name 
    u8  flags 
    option_info options 
    param_info param_names 
}

其中param_count是该方法的参数个数，同时也是数组param_type的长度，数组param_type中的元素是指向常量池中multiname数组元素的索引。如果数组param_type的元素为0，表示可以是任意类型。return_type也是指向常量池中multiname数组元素的索引，表示返回类型，为0则表示任意类型。值得注意的是，flags是一个位向量，用于记载该方法的附加信息。相关位所表示的信息如下（未提及的位都必须为0）：

可选参数

option_info  
{ 
    u30 option_count 
    option_detail option[option_count] 
} 

option_detail 
{ 
    u30 val 
    u8  kind 
}

结构option_info用于定义方法的可选参数的默认值，option_count表示可选参数的个数，该值不可以为0，也不可以比method_info结构中parameter_count的值大。option_detail结构的kind表示该参数的类型，val是指向常量池中对应类型数组元素的索引。参数类型定义如下：

参数名

param_info  
{ 
    u30 param_name[param_count] 
}

当method_info中的flag属性中设置了HAS_PARAM_NAMES标志后，会有param_info结构。param_info数组中的每个元素都是指向常量池中string类型数组元素的索引。这个数据结构的存在是为外部工具准备的，AVM2并不使用。（有意思）

metadata_info

metadata_info  
{ 
    u30 name 
    u30 item_count 
    item_info items[item_count] 
} 

item_info  
{ 
    u30 key 
    u30 value 
}

metadata_info结构中保存了嵌入到ABC文件中的属性信息，AVM2并不使用这些信息。

instance

instance_info  
{ 
    u30 name 
    u30 super_name 
    u8  flags 
    u30 protectedNs  
    u30 intrf_count 
    u30 interface[intrf_count] 
    u30 iinit 
    u30 trait_count 
    traits_info trait[trait_count] 
} 

instance_info用于定义AVM2运行时对象（类的实例）的一些特征。其中name和super_name都是指向常量池中multiname数组中元素的索引。flags是位向量，记录了在解释instance_info时的选项，如下所示（未列出的位必须为0）：

当flags中设置了CONSTANT_ProtectedNs标志后，才会有protectedNs属性，它是指向常量池中命名空间数组中元素的索引，表示该类中protected namespace的值。

intrf_count和interface分别表示所实现的接口的数量和名字，其中interface数组中的元素是指向常量池中multiname数组中元素的索引。iinit是指向ABC文件中method数组中元素的索引，实际上就是当前类的构造函数。 （难道AS3中每个类只能有一个构造函数？不过，考虑到AS3中函数式可以有默认参数的，所以这样有可能，后续需要确认一下。）

trait_count和trait参见下一节中的内容。

Trait

traits_info  
{ 
    u30 name 
    u8  kind 
    u8  data[] 
    u30 metadata_count 
    u30 metadata[metadata_count] 
}

其中，name是指向常量池中multiname数组中元素的索引，是该特征的名字，该值不可以为0。kind包含两个4位的域，其中低4为决定了当前Trait的类型，高4位是一个位向量，包含了当前Trait的属性(具体内容参见下面的表格)。对于属性域data的解释需要参考当前Trait的不同类型。如果属性域kind高4位中设置了ATTR_Metadata标志，则会有属性域metadata_count和metadata，其中数组metadata中的元素是指向ABC文件中metadata数组中元素的索引。

属性域kind中低4位所表示的类型如下所示：

当kind中低4位的值是Trait_Slot(0)或Trait_Const(6)时，属性域data的中是一个trait_slot结构：

trait_slot 
{ 
    u30 slot_id 
    u30 type_name 
    u30 vindex 
    u8  vkind  
} 

其中，slot_id是一个整数，介于0和N之间，指明了当前Trait的位置，如果为0，则需要有AVM2指定一个位置。type_name是指向常量池中multiname数组中元素的索引。vindex和vkind合起来定义一个值。如果vindex为0，则vkind为空；否则的话，vindex的值是指向常量池中不同类型数组元素的索引，具体指向哪个数组由vkind决定。vkind的类型参见上文中可选参数一节中的描述。

当kind中的低4位的值是Trait_Class(0x04)时，data中是一个trait_class结构：

trait_class 
{ 
    u30 slot_id 
    u30 classi 
}

其中，classi是指向ABC文件中class数组中元素的索引。

当kind中的低4位的值是Trait_Function(0x05)时，data中是一个trait_function结构：

trait_function 
{ 
    u30 slot_id 
    u30 function 
}

其中，function是指向ABC文件中function数组中元素的索引。

当kind中的低4位的值是Trait_Method(0x01) Trait_Getter(0x02)或Trait_Setter(0x03)时，data中是一个trait_method结构：

trait_method 
{ 
    u30 disp_id 
    u30 method 
}

其中，disp_id是一个编译器设置的值，用于运行性能的优化。重载方法具有相同的disp_id，如果此值为0，则禁用此优化。method是指向ABC文件中method数组中元素的索引。

前文提到，属性域kind的高4位用于确定属性，下面的表格对其作了说明，未在表中列出的会被忽略。

class

class_info  
{ 
    u30 cinit 
    u30 trait_count 
    traits_info traits[trait_count] 
}

其中，cinit是指向ABC文件中method数组中元素的索引，实际上是类的初始化函数。trait_count和trait是该类的特征，其结构参见前一节的说明。

Script

script_info  
{ 
    u30 init 
    u30 trait_count 
    traits_info trait[trait_count] 
}

该结构用于定义AS3中的特征。其中，init是指向ACB文件中method数组中元素的索引，其指向的方法会在调用任何其他方法之前调用，可以认为是方法的初始化方法。trait_count和trait的含义参见上一节说明。

method

method_body_info 
{ 
    u30 method 
    u30 max_stack 
    u30 local_count 
    u30 init_scope_depth  
    u30 max_scope_depth 
    u30 code_length 
    u8  code[code_length] 
    u30 exception_count 
    exception_info exception[exception_count] 
    u30 trait_count 
    traits_info trait[trait_count] 
}

该结构用于保存某个方法或函数的AVM2指令，其中的属性域指明了在执行对应的方法时所需要消耗的资源，同时也是对所消耗资源的的限制。

Exception

exception_info  
{ 
    u30 from 
    u30 to  
    u30 target 
    u30 exc_type 
    u30 var_name 
}

该结构指明了异常块的范围，所要处理的异常类型，当发生指定异常时调转到哪里执行（注意，目标位置需在[from,to]范围之内），以及异常发生时接收到的异常对象的变量名（该值是指向常量池中string数组中元素的索引）。

to be continued…

相关资源

• IEEE-754
• IEEE Floating Point
• Unicode