可以通過閱讀程式碼來幫助分析Image檔案的格式。

首先，在art\runtime\Image.h檔案中，有相關的定義：

byte magic_[4];
byte version_[4];

// Required base address for mapping the image.
uint32_t image_begin_;

// Image size, not page aligned.
uint32_t image_size_;

// Image bitmap offset in the file.
uint32_t image_bitmap_offset_;

// Size of the image bitmap.
uint32_t image_bitmap_size_;

// Checksum of the oat file we link to for load time sanity check.
uint32_t oat_checksum_;

// Start address for oat file. Will be before oat_data_begin_ for .so files.
uint32_t oat_file_begin_;

// Required oat address expected by image Method::GetCode() pointers.
uint32_t oat_data_begin_;

// End of oat data address range for this image file.
uint32_t oat_data_end_;

// End of oat file address range. will be after oat_data_end_ for
// .so files. Used for positioning a following alloc spaces.
uint32_t oat_file_end_;

// Absolute address of an Object[] of objects needed to reinitialize from an image.
uint32_t image_roots_;
 

下面一一說明：

1）  最先的4個位元組是Image檔案的magic code，其值在對應的art\runtime\Image.cc檔案中有定義:

const byte ImageHeader::kImageMagic[] = { 'a', 'r', 't', '\n' };

2）  接下來的4個位元組是Image檔案的版本號，同樣在Image.cc檔案中有指定：

const byte ImageHeader::kImageVersion[] = { '0', '0', '5', '\0' };

4）  再下來的4個位元組說明了Image檔案的大小，這是沒有根據頁4K對齊後的大小；

5）  再下來的8個位元組用來指定Image的bitmap，先4個位元組說明bitmap相對檔案頭所在記憶體地址的偏移，後4個地址說明bitmap的具體大小，至於bitmap的具體作用，以後再說；

6）  再下來的4個位元組指定了所要連結的oat檔案的checksum，方便以後在執行時檢查；

7）  再下來的4個位元組是Boot Oat檔案在記憶體中的起始地址，該地址同時也在包含Oat的Elf檔案中指定，從而保證在dlopen後加載到這個特定的地址；

8）  再下來的4個位元組是Boot Oat檔案中資料段的起始地址，該地址和Boot Oat檔案中符號oatdata指定的地址一樣；

9）  再下來的4個位元組是Boot Oat檔案中資料段的結束地址，該值等於Boot Oat檔案中符號oatlastword+4；

10）             再下來的4個位元組是Boot Oat檔案在記憶體中的結束地址，該值可以定位用於動態記憶體分配的記憶體段；

11）             最後的4個位元組很關鍵，它是一個地址，指向了一個ObjectArray，裡面包含了非常重要的物件。具體來說，一共有7個：

enum ImageRoot {
  kResolutionMethod,
  kCalleeSaveMethod,
  kRefsOnlySaveMethod,
  kRefsAndArgsSaveMethod,
  kOatLocation,
  kDexCaches,
  kClassRoots,
  kImageRootsMax,
};

目前為止，羅列了那麼多概念，估計大家頭也暈了，下面舉個例子吧。筆者有一臺Google Nexus 7二代裝置，開啟開發者選項，切換到ART執行環境，並且root過後，可以把Image檔案（[email protected]@boot.art）和Boot Oat檔案（[email protected]@boot.oat）拿出來。首先，用二進位制編輯工具開啟.art檔案，一探究竟：

所以.art檔案實際就是由Image加上其Bitmap組成。好，我們繼續，接下來的0xE566C279是要載入的oat檔案的checksum，.oat檔案的起始地址是0x60A9C000，結束地址是0x64618000，.oat檔案的資料段起始地址是0x60A9D000，結束地址是0x646161A8。所有這些絕對地址在.oat檔案中也有記錄，讓我們用readelf開啟.oat檔案看看，Program Headers如下：

可以看到，對映到的實體地址強制寫到0x60A9C000。再看看oatdata和oatlastword：

可以看到，.oat檔案中記錄的這些值和.art檔案中所記錄的是一致的。最後的4個位元組為0x60A9BCC0，讓我們移步到這個地址，看看有些什麼東西：

這塊應該就是一個ObjectArray，裡面記錄了7個Object，可以很輕易的看到，其中記錄了oat檔案的位置（kOatLocation，第5個物件）。