JVM指令详解（下）

╰半夏微凉° 2022-03-19 13:54 263阅读 0赞

九、自增减指令

该指令用于对本地(局部)变量进行自增减操作。该指令 第一参数 为本地变量的编号， 第二个参数 为自增减的数量。

比如对于代码：

int d=10;

d++;

d+=2;

d--;

其指令为：

2: bipush 10

4: istore\_2//在我的程序中是其所在非静态函数的第2个变量(从0开始计数).

5: iinc 2, 1//在我的程序中是其所在非静态函数的第2个变量(从0开始计数).

8: iinc 2, 2

11: iinc2, -1

对本地变量所进行的编号，是对所有类型的本地变量进行的（并不按照类型分类）。

对于非静态函数，第一变量是this,它是只读的. 还有函数传入参数也算本地变量，在进行编号时，它是先于函数体的本地变量的。

指令码         助记符                                            说明

0x84                  iinc                将指定int型变量增加指定值（i++, i--, i+=2）

十、类型转化系列

该系列指令负责对栈顶数值类型进行类型转化，并把结果压入栈顶。

指令码         助记符                                           说明

0x85                 i2l                      将栈顶int型数值强制转换成long型数值并将结果压入栈顶

0x86                 i2f                      将栈顶int型数值强制转换成float型数值并将结果压入栈顶

0x87                 i2d                     将栈顶int型数值强制转换成double型数值并将结果压入栈顶

0x88                 l2i                      将栈顶long型数值强制转换成int型数值并将结果压入栈顶

0x89                 l2f                      将栈顶long型数值强制转换成float型数值并将结果压入栈顶

0x8a                 l2d                     将栈顶long型数值强制转换成double型数值并将结果压入栈顶

0x8b                 f2i                      将栈顶float型数值强制转换成int型数值并将结果压入栈顶

0x8c                 f2l                      将栈顶float型数值强制转换成long型数值并将结果压入栈顶

0x8d                 f2d                     将栈顶float型数值强制转换成double型数值并将结果压入栈顶

0x8e                 d2i                     将栈顶double型数值强制转换成int型数值并将结果压入栈顶

0x8f                  d2l                     将栈顶double型数值强制转换成long型数值并将结果压入栈顶

0x90                 d2f                     将栈顶double型数值强制转换成float型数值并将结果压入栈顶

0x91                 i2b                     将栈顶int型数值强制转换成byte型数值并将结果压入栈顶

0x92                 i2c                     将栈顶int型数值强制转换成char型数值并将结果压入栈顶

0x93                 i2s                     将栈顶int型数值强制转换成short型数值并将结果压入栈顶

十二、比较指令系列A

该系列指令用于对栈顶非int型元素进行比较，并把结果压入栈顶。

比如，代码：

void test()

long a=11;

long b=10;

boolean result=(a>b);

其指令为：

void test();

Code:

0:ldc2\_w \#16; //long 11l

3:lstore\_1

4:ldc2\_w \#18; //long 10l

7:lstore\_3

8:lload\_1

9:lload\_3

10: lcmp

11:ifle 18

14:iconst\_1

15:goto 19

18:iconst\_0

19:istore 5

21:return

指令码         助记符                                           说明

0x94                 lcmp            比较栈顶两long型数值大小，并将结果（1，0，-1）压入栈顶

0x95                 fcmpl           比较栈顶两float型数值大小，并将结果（1，0，-1）压入栈顶；当其中一个数值为NaN时，将-1压入栈顶

0x96                 fcmpg         比较栈顶两float型数值大小，并将结果（1，0，-1）压入栈顶；当其中一个数值为NaN时，将1压入栈顶

0x97                 dcmpl      比较栈顶两double型数值大小，并将结果（1，0，-1）压入栈顶；当其中一个数值为NaN时，将-1压入栈顶

0x98                 dcmpg       比较栈顶两double型数值大小，并将结果（1，0，-1）压入栈顶；当其中一个数值为NaN时，将1压入栈顶

十三、有条件跳转指令系列A

该系列指令用于对栈顶int型元素进行比较，根据结果进行跳转。第一个参数为要跳转到的代码的地址（这里的地址是指其指令在函数内是第几个指令）。注意对于boolean型，其实是把它当做int型来处理的。另外对于引用比较使用的时，其实是对存储的对象的地址进行比较。

比如代码：

void test()

int a=11;

int b=10;

boolean result=(a>b);

if(result)

a+=2;

if(!result)

a+=2;

if(a>0)

a--;

其对应的指令为：

void test();

Code:

0:bipush 11

2:istore\_1

3:bipush 10

5:istore\_2

6:iload\_1

7:iload\_2

8: if\_icmple 15//如果比较结果小于0，就跳到第15个指令继续执行

11:iconst\_1

12:goto 16

15:iconst\_0

16:istore\_3

17:iload\_3

18: ifeq 24//如果结果为0时(即为false)，就跳转到第24个指令继续执行

21:iinc 1, 2

24:iload\_3

25: ifne31 //如果结果不为0时(即为true)，就跳转到第31个指令继续执行

28:iinc 1, 2

31:iload\_1

32:ifle 38

35: iinc1, -1 //如果结果小于0时，就跳转到第38个指令继续执行

38:return

指令码         助记符                                           说明

0x99                 ifeq                              当栈顶int型数值等于0时跳转

0x9a                 ifne                              当栈顶int型数值不等于0时跳转

0x9b                 iflt                                当栈顶int型数值小于0时跳转

0x9c                 ifge                              当栈顶int型数值大于等于0时跳转

0x9d                ifgt     当栈顶int型数值大于0时跳转

0x9e                ifle     当栈顶int型数值小于等于0时跳转

0x9f               if\_icmpeq   比较栈顶两int型数值大小，当结果等于0时跳转

0xa0              if\_icmpne   比较栈顶两int型数值大小，当结果不等于0时跳转

0xa1              if\_icmplt   比较栈顶两int型数值大小，当结果小于0时跳转

0xa2              if\_icmpge   比较栈顶两int型数值大小，当结果大于等于0时跳转

0xa3              if\_icmpgt   比较栈顶两int型数值大小，当结果大于0时跳转

0xa4              if\_icmple   比较栈顶两int型数值大小，当结果小于等于0时跳转

0xa5              if\_acmpeq   比较栈顶两引用型数值，当结果相等时跳转

0xa6               if\_acmpne   比较栈顶两引用型数值，当结果不相等时跳转

十四、无条件跳转指令系列A

该系列指令用于指令的跳转。

指令码         助记符                                           说明

0xa7                goto                                           无条件跳转

0xa8                  jsr                   跳转至指定16位offset位置，并将jsr下一条指令地址压入栈顶

0xa9                 ret                   返回至本地变量指定的index的指令位置（一般与jsr, jsr\_w联合使用）

0xaa              tableswitch         用于switch条件跳转，case值连续（可变长度指令）

0xab              lookupswitch      用于switch条件跳转，case值不连续（可变长度指令）

十五、返回指令系列

该系列指令用于从函数中返回。如果有返回值的话，都把函数的返回值放在栈道中，以便它的调用方法取得它。

return 10; 这个语句其实对应的指令是两条：

9:bipush 10

11:ireturn

指令码         助记符                                           说明

0xac                ireturn                                从当前方法返回int

0xad                lreturn                                从当前方法返回long

0xae                freturn                               从当前方法返回float

0xaf                 dreturn                                从当前方法返回double

0xb0                areturn                               从当前方法返回对象引用

0xb1                return                                从当前方法返回void

十六、域操作指令系列

该系列指令用于对静态域和非静态域进行读写。该系列命令需要跟一个 表明域编号 的参数，

比如,在函数中对成员变量 m 进行; m++

其指令为：

0:aload\_0

1:dup

2:getfield \#2; //Field m:I

5:iconst\_1

6:iadd

7:putfield \#2; //Field m:I

指令码         助记符                                           说明

0xb2               getstatic                    获取指定类的静态域，并将其值压入栈顶

0xb3               putstatic                    用栈顶的值为指定的类的静态域赋值

0xb4               getfield                      获取指定类的实例域，并将其值压入栈顶

0xb5               putfield                       用栈顶的值为指定的类的实例域赋值

十七、方法操作命令系列

该系列指令用于对静态方法和非静方法进行调用。该系列命令需要跟一个表明方法编号的参数。

如果方法有传入参数的话，则需要先压栈到栈顶。另外，方法的返回参数是保存到栈顶的，因此我们可以通过栈道值取得方法的返回值。

比如对于代码：

void test()\{int k=add(12,45);\}

其指令为：

void test();

Code:

0:aload\_0

1:bipush 12

3:bipush 45

5:invokevirtual \#2; //Method add:(II)I

8:istore\_1

9:return

指令码         助记符                                           说明

0xb6              invokevirtual                              调用实例方法

0xb7              invokespecial            调用超类构造方法，实例初始化方法，私有方法

0xb8              invokestatic                               调用静态方法

0xb9              invokeinterface                          调用接口方法

十八、未归类系列B

此系列暂未归类。

指令码         助记符                                           说明

0xba --

十九、new及数组系列

该系列用于创建一个对象和数组。

比如代码：

void test()

int ids\[\]=new int\[5\];

Object objs\[\]=new Object\[5\];

Object obj=new Object();

Hello hello=new Hello();

int len=objs.length;

其指令为：

void test();

Code:

0:iconst\_5

1:newarray int

3:astore\_1

4:iconst\_5

5:anewarray \#2; //class java/lang/Object

8:astore\_2

9:new \#2; //class java/lang/Object

12:dup

13:invokespecial \#1; //Method java/lang/Object."<init>":()V

16:astore\_3

17:new \#3; //class Hello

20:dup

21:invokespecial \#4; //Method "<init>":()V

24:astore 4

26:aload\_2

27:arraylength

28:istore 5

30: return

指令码         助记符                                           说明

0xbb                new                        创建一个对象，并将其引用值压入栈顶

0xbc              newarray                  创建一个指定原始类型（如int, float, char…）的数组，并将其引用值压入栈顶

0xbd              anewarray               创建一个引用型（如类，接口，数组）的数组，并将其引用值压入栈顶

0xbe              arraylength              获得数组的长度值并压入栈顶

二十、异常抛出指令

用于抛出异常。

指令码         助记符                                           说明

0xbf                athrow                                将栈顶的异常抛出

二十一、对象操作指令

该系列指令用于操作对象。

指令码         助记符                                           说明

0xc0              checkcast                   检验类型转换，检验未通过将抛出ClassCastException

0xc1              instanceof                  检验对象是否是指定的类的实例，如果是将1压入栈顶，否则将0压入栈顶

0xc2              monitorenter               获得对象的锁，用于同步方法或同步块

0xc3              monitorexit                  释放对象的锁，用于同步方法或同步块

二十二、未归类系列C

此系列暂未归类。

指令码         助记符                                           说明

0xc4                wide                                               <待补充>

二十三、new多维数组系列

指令码      助记符                                           说明

0xc5       multianewarray 创建指定类型和指定维度的多维数组（执行该指令时，操作栈中必须包含各维度的长度值），并将其引用值压入栈顶

二十四、有条件跳转指令系列B

该系列用于根据引用是否为空，来进行相应的指令跳转。

比如代码：

void test()

int i=0;

Object obj=new Object();

if(obj==null) \{  i=0; \}

if( obj!=null ) \{  i=1; \}

其对应的指令为：

void test();

Code:

0:iconst\_0

1:istore\_1

2:new \#2; //class java/lang/Object

5:dup

6:invokespecial \#1; //Method java/lang/Object."<init>":()V

9:astore\_2

10: aload\_2

11: ifnonnull 16

14:iconst\_0

15:istore\_1

16:aload\_2

17: ifnull 22

20:iconst\_1

21:istore\_1

22: return

指令码      助记符                                           说明

0xc6            ifnull                                           为null时跳转

0xc7           ifnonnull                                      不为null时跳转

二十五、无条件跳转指令系列B

该系列指令用于进行无条件指令跳转。

指令码      助记符                                           说明

0xc8           goto\_w                                 无条件跳转（宽索引）

0xc9           jsr\_w                         跳转至指定32位offset位置，并将jsr\_w下一条指令地址压入栈顶

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