JVM指令

JVM 指令

指令由一个字节长度的,代表着某种特定操作含义的数字(操作码)以及跟随其后若干个代表此操作所需参数(操作数)而构成,大多数没有操作数;
操作码的长度为1个字节. 所以指令集的操作码总数不超过256条
指令助记符是为了方便阅读指令而语义化的一些符号
比如00000001的指令的助记符为iload;

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字节码与数据类型

分类

加载和存储指令

指令助记符中 xxx_是操作数为n时的xxx,他们省略掉了显式的操作数,不需要进行去操作数的动作,实际上操作数就隐含在指令中

• 将一个局部变量加载到操作栈 :
  iload iload_
fload fload_
lload lload_
dload dload_
aload aload_
• 将一个数值从操作数栈存储到局部变量表
  istore istore_n
fstore fstore_n
lstore lstore_n
dstore dstore_n
astore astore_n
• 将一个常量加载到操作数栈
  bipush sipush
ldc ldc_w ldc2_w
aconst_null iconst_ml iconst_
lconst_ fconst_ dconst_
• 扩充局部变量表的访问索引的指令
  wide
• Demo

如下的代码
    int a = 1;
    int b = 2;
    int c = 1;
    int d = 5;
    double x = 44.1;
编译之后的指令为:
    0: iconst_1     // 加载int类型的1
    1: istore_1     // 存储到slot编号为1的局部变量
    2: iconst_2     // 加载int类型的2
    3: istore_2     // 存储到slot编号为2的局部变量
    4: iconst_1    
    5: istore_3
    6: iconst_5     // 加载int类型的5
    7: istore        4    //已经没有省略操作数的istore可用,所以用istore 4
    9: ldc2_w        #9                  // double 44.1d 位于常量池
   12: dstore        5
   14: return

运算指令

• 加法指令
  iadd ladd fadd dadd
• 减法指令
  isub lsub fsub dsub
• 乘法指令
  imul lmul fmul dmul
• 除法指令
  idiv ldiv fdiv ddiv
• 求余指令
  irem lrem frem drem
• 取反指令
  ineg lneg fneg dneg
• 位移指令
  ishl ishr iushr lshl lshr lushr
• 按位或指令
  ior lor
• 按位与指令
  iand land
• 按位异或指令
  ixor lxor
• 局部变量自增指令
  iinc
• 比较指令
  dcmpg dcmpl fcmpg fcmpl lcmp
• Demo

a = a+b; // iadd
a = a-b; // isub
a = a*b; // imul
a = a/b; // idiv
a = a%b; // irem
a = a|b; // ior
a = a&b; // iand
a = a^b; // ixor
a = a>>>b; //iushr
a = a>>b; //ishr
a = a<

类型装换指令

• 宽化类型转换 无须显式指令 但是编译之后也会出现 一个指令 比如 i2f
• 窄化类型转换 需要显式指令 i2b i2c ....

对象创建与访问指令

• 创建类实例 new
• 创建数组 newarray anewarray multianewarray
• 访问类字段 getfield putfield getstatic putstatic
• 访问数组元素 b/c/s/i/l/f/d/a+aload
• 将一个操作数栈存储到数组元素的指令 b/c/s/i/f/d/a+astore
• 获取数组长度的指令 arraylength
• 检查类实例的指令 instanceof checjcast

操作数栈管理指令

• 将操作数栈的栈顶一个或两个元素出栈 pop pop2
• 复制栈顶一个或两个数值并将复制或双份的复制值重新压入栈顶 dup dup2 dup_x1 dup2_x2 dup2_x2
• 将栈顶最顶端的两个数值互换 swap

控制转移指令

• 条件分支 ifeq iflt ifle ...
• 复合条件分支 tableswitch lookupswitch
• 无条件分支 goto goto_W

方法调用和返回指令

• 调用对象实例方法 invokevirtual
• 调用接口方法 invokeinterface
• 调用需要特殊处理的实例方法 invokespecial
• 调用静态方法 invokestatic
• 运行时动态解析出调用点限定符所引的方法 invokedynamic

异常处理指令

• 显式抛出异常 athrow
• 运行时异常自动抛出

同步指令

• 持有管程 monitorenter
• 释放管程 monitorexit