JVM 指令

指令由一個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度的,代表著某種特定操作含義的數(shù)字(操作碼)以及跟隨其后若干個(gè)代表此操作所需參數(shù)(操作數(shù))而構(gòu)成,大多數(shù)沒有操作數(shù);
操作碼的長(zhǎng)度為1個(gè)字節(jié). 所以指令集的操作碼總數(shù)不超過256條
指令助記符是為了方便閱讀指令而語義化的一些符號(hào)
比如00000001的指令的助記符為iload;

字節(jié)碼與數(shù)據(jù)類型

分類

加載和存儲(chǔ)指令

指令助記符中 xxx_<n>是操作數(shù)為n時(shí)的xxx,他們省略掉了顯式的操作數(shù),不需要進(jìn)行去操作數(shù)的動(dòng)作,實(shí)際上操作數(shù)就隱含在指令中

• 將一個(gè)局部變量加載到操作棧 :
  iload iload_<n>
fload fload_<n>
lload lload_<n>
dload dload_<n>
aload aload_<n>
• 將一個(gè)數(shù)值從操作數(shù)棧存儲(chǔ)到局部變量表
  istore istore_n
fstore fstore_n
lstore lstore_n
dstore dstore_n
astore astore_n
• 將一個(gè)常量加載到操作數(shù)棧
  bipush sipush
ldc ldc_w ldc2_w
aconst_null iconst_ml iconst_<i>
lconst_<l> fconst_<f> dconst_<d>
• 擴(kuò)充局部變量表的訪問索引的指令
  wide
• Demo

如下的代碼
    int a = 1;
    int b = 2;
    int c = 1;
    int d = 5;
    double x = 44.1;
編譯之后的指令為:
    0: iconst_1     // 加載int類型的1
    1: istore_1     // 存儲(chǔ)到slot編號(hào)為1的局部變量
    2: iconst_2     // 加載int類型的2
    3: istore_2     // 存儲(chǔ)到slot編號(hào)為2的局部變量
    4: iconst_1    
    5: istore_3
    6: iconst_5     // 加載int類型的5
    7: istore        4    //已經(jīng)沒有省略操作數(shù)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

運(yùn)算指令

• 加法指令
  iadd ladd fadd dadd
• 減法指令
  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
• 按位與指令
  iand land
• 按位異或指令
  ixor lxor
• 局部變量自增指令
  iinc
• 比較指令
  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<<b; //ishl
a++; //iinc

類型裝換指令

• 寬化類型轉(zhuǎn)換 無須顯式指令 但是編譯之后也會(huì)出現(xiàn) 一個(gè)指令 比如 i2f
• 窄化類型轉(zhuǎn)換 需要顯式指令 i2b i2c ....

對(duì)象創(chuàng)建與訪問指令

• 創(chuàng)建類實(shí)例 new
• 創(chuàng)建數(shù)組 newarray anewarray multianewarray
• 訪問類字段 getfield putfield getstatic putstatic
• 訪問數(shù)組元素 b/c/s/i/l/f/d/a+aload
• 將一個(gè)操作數(shù)棧存儲(chǔ)到數(shù)組元素的指令 b/c/s/i/f/d/a+astore
• 獲取數(shù)組長(zhǎng)度的指令 arraylength
• 檢查類實(shí)例的指令 instanceof checjcast

操作數(shù)棧管理指令

• 將操作數(shù)棧的棧頂一個(gè)或兩個(gè)元素出棧 pop pop2
• 復(fù)制棧頂一個(gè)或兩個(gè)數(shù)值并將復(fù)制或雙份的復(fù)制值重新壓入棧頂 dup dup2 dup_x1 dup2_x2 dup2_x2
• 將棧頂最頂端的兩個(gè)數(shù)值互換 swap

控制轉(zhuǎn)移指令

• 條件分支 ifeq iflt ifle ...
• 復(fù)合條件分支 tableswitch lookupswitch
• 無條件分支 goto goto_W

方法調(diào)用和返回指令

• 調(diào)用對(duì)象實(shí)例方法 invokevirtual
• 調(diào)用接口方法 invokeinterface
• 調(diào)用需要特殊處理的實(shí)例方法 invokespecial
• 調(diào)用靜態(tài)方法 invokestatic
• 運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)解析出調(diào)用點(diǎn)限定符所引的方法 invokedynamic

異常處理指令

• 顯式拋出異常 athrow
• 運(yùn)行時(shí)異常自動(dòng)拋出

同步指令

• 持有管程 monitorenter
• 釋放管程 monitorexit