Глава 6. Набор инструкций виртуальной машины Java

Загрузка reference из массива

aaload = 50 (0x32)

..., arrayref, index →

..., value

arrayref должен иметь тип reference и должен ссылаться на массив, компоненты которого имеют тип reference. index должен иметь тип int. Оба arrayref и index извлекаются из стека операндов. Значение value компонента массива по индексу index извлекается и помещается в стек операндов.

Если arrayref является null, aaload вызывает исключение NullPointerException.

В противном случае, если index выходит за пределы массива, на который ссылается arrayref, инструкция aaload вызывает исключение ArrayIndexOutOfBoundsException.

Запись в массив reference

aastore = 83 (0x53)

..., arrayref, index, value →

...

arrayref должен иметь тип reference и должен ссылаться на массив, компоненты которого имеют тип reference. index должен иметь тип int, а value должен иметь тип reference. arrayref, index и value извлекаются из стека операндов.

Если value является null, то value сохраняется как компонент массива по индексу index.

В противном случае, value не является null. Если тип value совместим с типом компонентов массива, на который ссылается arrayref, то value сохраняется как компонент массива по индексу index.

Следующие правила используются для определения того, является ли value, которое не является null, совместимым с типом компонента массива. Если S — тип объекта, на который ссылается value, а T — тип ссылки компонентов массива, то aastore определяет совместимость присваивания следующим образом:

Если arrayref является null, aastore вызывает исключение NullPointerException.

В противном случае, если index выходит за пределы массива, на который ссылается arrayref, инструкция aastore вызывает исключение ArrayIndexOutOfBoundsException.

В противном случае, если arrayref не является null и фактический тип не-null value не совместим с фактическим типом компонентов массива, aastore вызывает исключение ArrayStoreException.

Помещение null

aconst_null = 1 (0x1)

... →

..., null

Помещение объекта null reference в стек операндов.

Виртуальная машина Java не предписывает конкретное значение для null.

Загрузка reference из локальной переменной

aload = 25 (0x19)

... →

..., objectref

Значение index — это беззнаковый байт, который должен быть индексом в массиве локальных переменных текущей рамки (§2.6). Локальная переменная по индексу index должна содержать reference. Объект objectref из локальной переменной по индексу index помещается на стек операндов.

Инструкция aload не может быть использована для загрузки значения типа returnAddress из локальной переменной на стек операндов. Эта асимметрия с инструкцией astore (§astore) является умышленной.

Операция aload может использоваться в сочетании с инструкцией wide (§wide) для доступа к локальной переменной, используя двухбайтовый беззнаковый индекс.

Загрузка reference из локальной переменной

aload_0 = 42 (0x2a)

aload_1 = 43 (0x2b)

aload_2 = 44 (0x2c)

aload_3 = 45 (0x2d)

... →

..., objectref

Значение <n> должно быть индексом в массиве локальных переменных текущей рамки (§2.6). Локальная переменная по индексу <n> должна содержать reference. Объект objectref из локальной переменной по индексу <n> помещается на стек операндов.

Инструкция aload_<n> не может быть использована для загрузки значения типа returnAddress из локальной переменной на стек операндов. Эта асимметрия с соответствующей инструкцией astore_<n> (§astore_<n>) является умышленной.

Каждая из инструкций aload_<n> аналогична aload с индексом <n>, за исключением того, что операнд <n> неявный.

Создание нового массива reference

anewarray = 189 (0xbd)

..., count →

..., arrayref

Значение count должно быть типа int. Оно извлекается со стека операндов. count представляет количество компонентов создаваемого массива. Беззнаковые indexbyte1 и indexbyte2 используются для построения индекса в пуле констант времени выполнения текущего класса (§2.6), где значение индекса равно (indexbyte1 << 8) | indexbyte2. Элемент пула констант времени выполнения по этому индексу должен быть символической ссылкой на тип класса, массива или интерфейса. Указанный тип класса, массива или интерфейса разрешается (§5.4.3.1). Создается новый массив с компонентами этого типа, длиной count, выделенный в куче сборки мусора, и ссылка arrayref на этот новый объект массива помещается на стек операндов. Все компоненты нового массива инициализируются значением по умолчанию для типов reference (§2.4).

При разрешении символической ссылки на тип класса, массива или интерфейса могут быть выброшены любые исключения, описанные в §5.4.3.1.

В противном случае, если count меньше нуля, инструкция anewarray генерирует исключение NegativeArraySizeException.

Инструкция anewarray используется для создания одномерного массива ссылок на объекты или части многомерного массива.

Возврат reference из метода

areturn = 176 (0xb0)

..., objectref →

[пустой]

objectref должен быть типа reference и должен ссылаться на объект типа, совместимого с типом, представленным дескриптором возврата (§4.3.3) текущего метода. Если текущий метод является методом synchronized, монитор, захваченный или повторно захваченный при вызове метода, обновляется и, возможно, выходит, как если бы выполнялась инструкция monitorexit (§monitorexit) в текущем потоке. Если исключение не генерируется, objectref извлекается из стека операндов текущей рамки (§2.6) и помещается в стек операндов рамки вызывающего метода. Все остальные значения в стеке операндов текущего метода удаляются.

Затем интерпретатор восстанавливает рамку вызывающего метода и возвращает управление вызывающему методу.

Если реализация Java Virtual Machine не выполняет правила структурированной блокировки, описанные в §2.11.10, то если текущий метод является методом synchronized, а текущий поток не является владельцем монитора, захваченного или повторно захваченного при вызове метода, то areturn генерирует исключение IllegalMonitorStateException. Это может произойти, например, если метод synchronized содержит инструкцию monitorexit, но не инструкцию monitorenter, для объекта, на котором синхронизирован метод.

В противном случае, если реализация Java Virtual Machine выполняет правила структурированной блокировки, описанные в §2.11.10, и если первое из этих правил нарушается во время вызова текущего метода, то areturn генерирует исключение IllegalMonitorStateException.

Получение длины массива

arraylength = 190 (0xbe)

..., arrayref →

..., length

arrayref должен быть типа reference и должен ссылаться на массив. Он извлекается из стека операндов. Определяется длина length массива, на который он ссылается. Эта длина length помещается в стек операндов как int.

Если arrayref является null, инструкция arraylength генерирует исключение NullPointerException.

Сохранение reference в локальную переменную

astore = 58 (0x3a)

..., objectref →

...

index — это беззнаковый байт, который должен быть индексом в массиве локальных переменных текущей рамки (§2.6). objectref вверху стека операндов должен быть типа returnAddress или типа reference. Он извлекается из стека операндов, и значение локальной переменной по индексу index устанавливается в objectref.

Инструкция astore используется с objectref типа returnAddress при реализации фрагмента finally языка программирования Java (§3.13).

Инструкция aload (§aload) не может использоваться для загрузки значения типа returnAddress из локальной переменной в стек операндов. Эта асимметрия с инструкцией astore является намеренной.

Код операции astore может использоваться совместно с инструкцией wide (§wide), чтобы получить доступ к локальной переменной, используя двубайтовый беззнаковый индекс.

Сохранение reference в локальной переменной

astore_0 = 75 (0x4b)

astore_1 = 76 (0x4c)

astore_2 = 77 (0x4d)

astore_3 = 78 (0x4e)

..., objectref →

...

<n> должно быть индексом в массиве локальных переменных текущей рамки (§2.6). objectref вверху стека операндов должен быть типа returnAddress или типа reference. Он извлекается из стека операндов, и значение локальной переменной в <n> устанавливается в objectref.

Инструкции astore_<n> используются с objectref типа returnAddress при реализации положений языка программирования Java (§3.13).

Инструкция aload_<n> (§aload_<n>) не может быть использована для загрузки значения типа returnAddress из локальной переменной в стек операндов. Эта асимметрия с соответствующей инструкцией astore_<n> намеренная.

Каждая из инструкций astore_<n> аналогична инструкции astore с index <n>, за исключением того, что операнд <n> неявный.

Выброс исключения или ошибки

athrow = 191 (0xbf)

..., objectref →

objectref

objectref должен быть типа reference и должен ссылаться на объект, являющийся экземпляром класса Throwable или подкласса Throwable. Он извлекается из стека операндов. objectref затем выбрасывается, выполняя поиск в текущем методе (§2.6) первого обработчика исключений, соответствующего классу objectref, как задано алгоритмом в §2.10.

Если обработчик исключений, соответствующий objectref, найден, он содержит местоположение кода, предназначенного для обработки этого исключения. Регистр pc сбрасывается до этого местоположения, стек операндов текущей рамки очищается, objectref заново помещается в стек операндов, и выполнение продолжается.

Если соответствующий обработчик исключений не найден в текущей рамке, эта рамка извлекается. Если текущая рамка представляет вызов метода synchronized, монитор, вошедший или повторно вошедший во время вызова метода, выходит, как если бы была выполнена инструкция monitorexit (§monitorexit). Наконец, рамка вызывающего метода, если она существует, восстанавливается, и objectref повторно выбрасывается. Если такой рамки нет, текущий поток завершается.

Если objectref null, athrow выбрасывает NullPointerException вместо objectref.

В противном случае, если реализация Java Virtual Machine не применяет правила структурированного блокирования, описанные в §2.11.10, то если метод текущей рамки является методом synchronized, и текущий поток не является владельцем монитора, вошедшего или повторно вошедшего во время вызова метода, athrow выбрасывает IllegalMonitorStateException вместо объекта, ранее подлежащего выбросу. Это может произойти, например, если метод synchronized, прерывающий выполнение, содержит инструкцию monitorexit, но не инструкцию monitorenter, на объекте, на котором синхронизирован метод.

В противном случае, если реализация Java Virtual Machine применяет правила структурированного блокирования, описанные в §2.11.10, и если первое из этих правил нарушено во время вызова текущего метода, то athrow выбрасывает IllegalMonitorStateException вместо объекта, ранее подлежащего выбросу.

Диаграмма стека операндов для инструкции athrow может быть вводящей в заблуждение: Если обработчик этого исключения соответствует в текущем методе, инструкция athrow отбрасывает все значения в стеке операндов, а затем помещает выброшенный объект в стек операндов. Однако, если обработчик не найден в текущем методе и исключение выбрасывается выше по цепочке вызова методов, то стек операндов метода (если есть), который обрабатывает исключение, очищается, и objectref помещается в этот пустой стек операндов. Все промежуточные рамки от метода, который сбросил исключение до, но не включая, метод, который обрабатывает исключение, отбрасываются.

Загрузка из массива типа byte или boolean

baload = 51 (0x33)

..., arrayref, index →

..., value

arrayref должен быть типа reference и ссылаться на массив, компоненты которого являются типа byte или типа boolean. index должен быть типа int. Оба arrayref и index извлекаются со стека операндов. Значение value компонента массива по индексу index извлекается, расширяется со знаком до значения типа int и помещается на вершину стека операндов.

Если arrayref имеет значение null, инструкция baload генерирует исключение NullPointerException.

В противном случае, если index выходит за пределы границ массива, к которому ссылается arrayref, инструкция baload генерирует исключение ArrayIndexOutOfBoundsException.

Инструкция baload используется для загрузки значений из массивов byte и boolean. В реализации Oracle's Java Virtual Machine, массивы boolean, то есть массивы типа T_BOOLEAN (§2.2, §newarray), реализованы как массивы 8-битовых значений. Другие реализации могут реализовывать упакованные массивы boolean; инструкция baload таких реализаций должна использоваться для доступа к этим массивам.

Сохранение в массив типа byte или boolean

bastore = 84 (0x54)

..., arrayref, index, value →

...

arrayref должен быть типа reference и ссылаться на массив, компоненты которого являются типа byte или типа boolean. index и value должны быть типа int. Значения arrayref, index и value извлекаются со стека операндов.

Если arrayref ссылается на массив, компоненты которого являются типа byte, то значение value усекается до типа byte и сохраняется как компонент массива по индексу index.

Если arrayref ссылается на массив, компоненты которого являются типа boolean, то значение value сужается, взяв побитовое И от value и 1; результат сохраняется как компонент массива по индексу index.

Если arrayref имеет значение null, инструкция bastore генерирует исключение NullPointerException.

В противном случае, если index выходит за пределы границ массива, к которому ссылается arrayref, инструкция bastore генерирует исключение ArrayIndexOutOfBoundsException.

Инструкция bastore используется для сохранения значений в массивы byte и boolean. В реализации Oracle's Java Virtual Machine, массивы boolean, то есть массивы типа T_BOOLEAN (§2.2, §newarray), реализованы как массивы 8-битовых значений. Другие реализации могут реализовывать упакованные массивы boolean; в таких реализациях инструкция bastore должна уметь сохранять значения типа boolean в упакованные массивы boolean, а также значения типа byte в массивы типа byte.

Поместить byte

bipush = 16 (0x10)

... →

..., value

Непосредственное значение byte расширяется со знаком до значения типа int. Это значение value помещается на стек операндов.

Загрузка из массива

caload = 52 (0x34)

..., arrayref, index →

..., value

arrayref должен быть типа reference и ссылаться на массив, компоненты которого имеют тип char. index должен быть типа int. Оба arrayref и index извлекаются из стека операндов. Компонент массива по индексу index извлекается и расширяется до нуля до типа int value. Этот value помещается в стек операндов.

Если arrayref является null, caload выбрасывает исключение NullPointerException.

В противном случае, если index не находится в пределах границ массива, на который ссылается arrayref, инструкция caload выбрасывает исключение ArrayIndexOutOfBoundsException.

Запись в массив

castore = 85 (0x55)

..., arrayref, index, value →

...

arrayref должен быть типа reference и ссылаться на массив, компоненты которого имеют тип char. index и value должны быть типа int. arrayref, index и value извлекаются из стека операндов. Значение value преобразуется к типу char и сохраняется в качестве компонента массива по индексу index.

Если arrayref является null, castore выбрасывает исключение NullPointerException.

В противном случае, если index не находится в пределах границ массива, на который ссылается arrayref, инструкция castore выбрасывает исключение ArrayIndexOutOfBoundsException.

Проверка, является ли объект заданного типа

checkcast = 192 (0xc0)

..., objectref →

..., objectref

objectref должен быть типа reference. Беззнаковые indexbyte1 и indexbyte2 используются для построения индекса в пуле постоянных времени выполнения текущего класса (§2.6), где значение индекса равно (indexbyte1 << 8) | indexbyte2. Элемент пула постоянных времени выполнения по данному индексу должен быть символической ссылкой на тип класса, массива или интерфейса.

Если objectref является null, то стек операндов не изменяется.

В противном случае, указанный тип класса, массива или интерфейса разрешается (§5.4.3.1). Если objectref может быть приведён к типу разрешённого класса, массива или интерфейса, стек операндов не изменяется; в противном случае инструкция checkcast генерирует исключение ClassCastException.

Следующие правила используются для определения возможности приведения objectref, который не является null, к разрешённому типу. Если S — тип объекта, на который ссылается objectref, а T — разрешённый тип класса, массива или интерфейса, то checkcast определяет возможность приведения objectref к типу T следующим образом:

Во время разрешения символической ссылки на тип класса, массива или интерфейса могут быть сгенерированы любые исключения, описанные в §5.4.3.1.

В противном случае, если objectref не может быть приведён к разрешённому классу, массиву или типу интерфейса, инструкция checkcast генерирует исключение ClassCastException.

Инструкция checkcast очень похожа на инструкцию instanceof (§instanceof). Они отличаются по обработке null, поведению при неудачном тесте (checkcast генерирует исключение, instanceof помещает результат в стек), и по своему воздействию на стек операндов.

Преобразование double в float

d2f = 144 (0x90)

..., value →

..., result

value вверху стека операндов должен быть типа double. Он извлекается из стека операндов и преобразуется в float result с помощью политики округления до ближайшего значения (§2.8). result помещается в стек операндов.

Конечное value, слишком маленькое для представления в виде float, преобразуется в ноль с тем же знаком; конечное value, слишком большое для представления в виде float, преобразуется в бесконечность с тем же знаком. double NaN преобразуется в float NaN.

Инструкция d2f выполняет сужающее преобразование примитивных типов (JLS §5.1.3). Она может потерять информацию об общем значении value и может также потерять точность.

Преобразовать double в int

d2i = 142 (0x8e)

..., значение →

..., результат

Значение значение на вершине стека операндов должно быть типа double. Оно извлекается из стека операндов и преобразуется в целочисленное значение результат. Результат помещается в стек операндов:

Инструкция d2i выполняет сужение примитивного преобразования (JLS §5.1.3). Она может потерять информацию о величине значение и может также потерять точность.

Преобразовать double в long

d2l = 143 (0x8f)

..., значение →

..., результат

Значение значение на вершине стека операндов должно быть типа double. Оно извлекается из стека операндов и преобразуется в целое значение результат. Результат помещается в стек операндов:

Инструкция d2l выполняет сужение примитивного преобразования (JLS §5.1.3). Она может потерять информацию о величине значение и может также потерять точность.

Сложить double

dadd = 99 (0x63)

..., значение1, значение2 →

..., результат

Оба значение1 и значение2 должны быть типа double. Значения извлекаются из стека операндов. Результат результат — значение1 + значение2. Результат помещается в стек операндов.

Результат инструкции dadd определяется правилами арифметики IEEE 754:

Виртуальная машина Java требует поддержки постепенного недолива. Несмотря на то, что переполнение, недолив или потеря точности могут произойти, выполнение инструкции dadd никогда не вызывает исключения выполнения.

Загрузка значения из массива double

daload = 49 (0x31)

..., arrayref, index →

..., value

arrayref должен быть типа reference и ссылаться на массив, компоненты которого имеют тип double. index должен быть типа int. И arrayref, и index извлекаются из стека операндов. Значение value компонента массива по индексу index извлекается и помещается в стек операндов.

Если arrayref является null, то daload генерирует исключение NullPointerException.

В противном случае, если index выходит за пределы границ массива, указанного arrayref, инструкция daload генерирует исключение ArrayIndexOutOfBoundsException.

Сохранение значения в массив double

dastore = 82 (0x52)

..., arrayref, index, value →

...

arrayref должен быть типа reference и ссылаться на массив, компоненты которого имеют тип double. index должен быть типа int, а value - типа double. arrayref, index и value извлекаются из стека операндов. Значение value сохраняется в качестве компонента массива по индексу index.

Если arrayref является null, то dastore генерирует исключение NullPointerException.

В противном случае, если index выходит за пределы границ массива, указанного arrayref, то инструкция dastore генерирует исключение ArrayIndexOutOfBoundsException.

Сравнение double

dcmpg = 152 (0x98)

dcmpl = 151 (0x97)

..., value1, value2 →

..., result

Оба value1 и value2 должны быть типа double. Значения извлекаются из стека операндов, и выполняется сравнение с плавающей точкой:

Сравнение с плавающей точкой выполняется в соответствии со стандартом IEEE 754. Все значения, кроме NaN, упорядочены; отрицательная бесконечность меньше всех конечных значений, а положительная бесконечность больше всех конечных значений. Положительный и отрицательный ноль считаются равными.

Инструкции dcmpg и dcmpl различаются только обработкой сравнения, включающего NaN. NaN не упорядочено, поэтому любое сравнение, содержащее NaN, не выполняется. С dcmpg и dcmpl доступны для любого сравнения, оно может быть скомпилировано для помещения того же результата в стек операндов, независимо от того, произошло ли сравнение с не-NaN значениями или столкнулось с NaN. Дополнительная информация представлена в §3.5.

Помещение double

dconst_0 = 14 (0xe)

dconst_1 = 15 (0xf)

... →

..., <d>

Помещение константы <d> (0.0 или 1.0) в стек операндов.

Деление double

ddiv = 111 (0x6f)

..., value1, value2 →

..., result

Оба value1 и value2 должны быть типа double. Значения извлекаются из стека операндов. Результат result равен value1 / value2. Результат записывается в стек операндов.

Результат инструкции ddiv подчиняется правилам арифметики IEEE 754:

Java Virtual Machine требует поддержки постепенного подполнения. Несмотря на то, что могут возникнуть переполнение, подполение, деление на ноль или потеря точности, выполнение инструкции ddiv никогда не вызывает исключения времени выполнения.

Загрузка double из локальной переменной

dload = 24 (0x18)

... →

..., value

index – это беззнаковый байт. И index, и index+1 должны быть индексами в массиве локальных переменных текущей рамки (§2.6). Локальная переменная по индексу index должна содержать double. Значение локальной переменной по индексу index помещается в стек операндов.

Инструкция dload может использоваться совместно с инструкцией wide (§wide) для доступа к локальной переменной с помощью двубайтного беззнакового индекса.

Загрузка double из локальной переменной

dload_0 = 38 (0x26)

dload_1 = 39 (0x27)

dload_2 = 40 (0x28)

dload_3 = 41 (0x29)

... →

..., value

И <n>, и <n>+1 должны быть индексами в массиве локальных переменных текущей рамки (§2.6). Локальная переменная по индексу <n> должна содержать double. Значение локальной переменной по индексу <n> помещается в стек операндов.

Каждая из инструкций dload_<n> эквивалентна dload с индексом <n>, за исключением того, что операнд <n> неявный.

Умножение double

dmul = 107 (0x6b)

..., значение1, значение2 →

..., результат

Оба значение1 и значение2 должны быть типа double. Значения извлекаются из стека операндов. double результат равен значение1 * значение2. Результат помещается в стек операндов.

Результат инструкции dmul регулируется правилами арифметики IEEE 754:

Виртуальная машина Java требует поддержки постепенного переполнения. Несмотря на то, что может произойти переполнение, недополнение или потеря точности, выполнение инструкции dmul никогда не вызывает исключение времени выполнения.

Изменение знака double

dneg = 119 (0x77)

..., значение →

..., результат

Значение должно быть типа double. Оно извлекается из стека операндов. double результат является арифметическим отрицанием значения. Результат помещается в стек операндов.

Для значений с плавающей точкой изменение знака не равно вычитанию из нуля. Если x равно +0.0, то 0.0-x равно +0.0, но -x равно -0.0. Унарный минус просто меняет знак double.

Особые случаи:

Остаток double

drem = 115 (0x73)

..., значение1, значение2 →

..., результат

Оба значение1 и значение2 должны быть типа double. Значения извлекаются из стека операндов. double результат вычисляется и помещается в стек операндов.

Результат инструкции drem не совпадает с результатом операции нахождения остатка, определенной в IEEE 754, из-за выбора политики округления в виртуальной машине Java (§2.8). Операция нахождения остатка IEEE 754 вычисляет остаток от округленного деления, а не от усеченного, и поэтому ее поведение не аналогично поведению обычного целочисленного оператора остатка. Вместо этого, виртуальная машина Java определяет drem так, чтобы он вел себя аналогично целочисленным операторам остатка irem и lrem, с неявным делением с политикой округления к нулю; это можно сравнить с функцией C-библиотеки fmod.

Результат инструкции drem регулируется следующими правилами, которые соответствуют арифметике IEEE 754, за исключением способа вычисления неявного деления:

Несмотря на то, что деление на ноль может произойти, вычисление инструкции drem никогда не вызывает исключения времени выполнения. Переполнение, недополнение или потеря точности невозможны.

Операцию нахождения остатка IEEE 754 можно вычислить с помощью библиотечной функции Math.IEEEremainder или StrictMath.IEEEremainder.

Возврат double из метода

dreturn = 175 (0xaf)

..., value →

[пусто]

Текущий метод должен иметь тип возвращаемого значения double. value должен быть типа double. Если текущий метод является методом synchronized, то монитор, вошедший или повторно вошедший при вызове метода, обновляется и, возможно, выходит, как если бы он был выполнен инструкцией monitorexit (§monitorexit) в текущем потоке. Если исключение не возникает, value извлекается из стека операндов текущей рамки (§2.6) и помещается в стек операндов рамки вызывающего метода. Любые другие значения в стеке операндов текущего метода удаляются.

Затем интерпретатор возвращает управление вызывающему методу, восстанавливая рамку вызывающего метода.

Если реализация Java Virtual Machine не соблюдает правила структурированных блокировок, описанные в §2.11.10, то если текущий метод является методом synchronized, а текущий поток не является владельцем монитора, вошедшего или повторно вошедшего при вызове метода, dreturn генерирует исключение IllegalMonitorStateException. Это может произойти, например, если метод synchronized содержит инструкцию monitorexit, но не инструкцию monitorenter, для объекта, на котором синхронизирован метод.

В противном случае, если реализация Java Virtual Machine соблюдает правила структурированных блокировок, описанные в §2.11.10, и если первое из этих правил нарушается во время вызова текущего метода, то dreturn генерирует исключение IllegalMonitorStateException.

Сохранение double в локальной переменной

dstore = 57 (0x39)

..., value →

...

index — беззнаковый байт. И index, и index+1 должны быть индексами в массив локальных переменных текущей рамки (§2.6). value в верхней части стека операндов должен быть типа double. Он извлекается из стека операндов. Локальные переменные по индексам index и index+1 устанавливаются в значение value.

Инструкция dstore может использоваться совместно с инструкцией wide (§wide) для доступа к локальной переменной с использованием двухбайтового беззнакового индекса.

Сохранение double в локальной переменной

dstore_0 = 71 (0x47)

dstore_1 = 72 (0x48)

dstore_2 = 73 (0x49)

dstore_3 = 74 (0x4a)

..., value →

...

И <n>, и <n>+1 должны быть индексами в массив локальных переменных текущей рамки (§2.6). value в верхней части стека операндов должен быть типа double. Он извлекается из стека операндов. Локальные переменные по индексам <n> и <n>+1 устанавливаются в значение value.

Каждая из инструкций dstore_<n> эквивалентна инструкции dstore с индексом <n>, за исключением того, что операнд <n> неявный.

Дублирует верхнее значение стека операндов

dup = 89 (0x59)

..., value →

..., value, value

Дублирует верхнее значение в стеке операндов и помещает дублированное значение в стек операндов.

Инструкцию dup нельзя использовать, если value не является значением вычислительного типа категории 1 (§2.11.1).

Дублирует верхнее значение стека операндов и вставляет два значения вниз

dup_x1 = 90 (0x5a)

..., value2, value1 →

..., value1, value2, value1

Дублирует верхнее значение в стеке операндов и вставляет дублированное значение на два значения вниз в стеке операндов.

Инструкцию dup_x1 нельзя использовать, если оба value1 и value2 являются значениями вычислительного типа категории 1 (§2.11.1).

Дублирует верхнее значение стека операндов и вставляет два или три значения вниз

dup_x2 = 91 (0x5b)

Форма 1:

..., value3, value2, value1 →

..., value1, value3, value2, value1

где value1, value2 и value3 — все значения вычислительного типа категории 1 (§2.11.1).

Форма 2:

..., value2, value1 →

..., value1, value2, value1

где value1 — значение вычислительного типа категории 1, а value2 — значение вычислительного типа категории 2 (§2.11.1).

Дублирует верхнее значение в стеке операндов и вставляет дублированное значение на два или три значения вниз в стеке операндов.

Дублирует верхнее одно или два значения стека операндов и вставляет дублированные значения на два, три или четыре уровня вниз

dup2_x2 = 94 (0x5e)

Форма 1:

..., value4, value3, value2, value1 →

..., value2, value1, value4, value3, value2, value1

где value1, value2, value3 и value4 — все значения категории 1 вычислительного типа (§2.11.1).

Форма 2:

..., value3, value2, value1 →

..., value1, value3, value2, value1

где value1 — значение категории 2 вычислительного типа, а value2 и value3 — значения категории 1 вычислительного типа (§2.11.1).

Форма 3:

..., value3, value2, value1 →

..., value2, value1, value3, value2, value1

где value1 и value2 — значения категории 1 вычислительного типа, а value3 — значение категории 2 вычислительного типа (§2.11.1).

Форма 4:

..., value2, value1 →

..., value1, value2, value1

где value1 и value2 — значения категории 2 вычислительного типа (§2.11.1).

Дублирует верхнее одно или два значения в стеке операндов и вставляет дублированные значения в исходном порядке в стек операндов.

Преобразует float в double

f2d = 141 (0x8d)

..., value →

..., result

Значение value вверху стека операндов должно быть типа float. Оно извлекается из стека операндов и преобразуется в double result. Результат result помещается в стек операндов.

Инструкция f2d выполняет расширяющее преобразование примитивного типа (JLS §5.1.2).

Преобразует float в int

f2i = 139 (0x8b)

..., value →

..., result

Значение value вверху стека операндов должно быть типа float. Оно извлекается из стека операндов и преобразуется в int result. Результат result помещается в стек операндов:

Инструкция f2i выполняет сужающее преобразование примитивного типа (JLS §5.1.3). Она может потерять информацию о величине value и точность.

Преобразовать float в long

f2l = 140 (0x8c)

..., значение →

..., результат

Значение значение на вершине стека операндов должно быть типа float. Оно извлекается из стека операндов и преобразуется в тип long результат. Результат помещается на стек операндов:

Инструкция f2l выполняет сужающее примитивное преобразование (JLS §5.1.3). Она может потерять информацию о величине значение и может также потерять точность.

Сложить float

fadd = 98 (0x62)

..., значение1, значение2 →

..., результат

И значение1, и значение2 должны быть типа float. Значения извлекаются из стека операндов. Результат результат — это значение1 + значение2. Результат помещается на стек операндов.

Результат инструкции fadd определяется правилами арифметики IEEE 754:

Виртуальная машина Java требует поддержки постепенного переполнения. Несмотря на то, что может произойти переполнение, недополнение или потеря точности, выполнение инструкции fadd никогда не вызывает исключение во время выполнения.

Загрузка float из массива

faload = 48 (0x30)

..., ссылка_на_массив, индекс →

..., значение

Ссылка_на_массив должна быть типа reference и должна ссылаться на массив, компоненты которого имеют тип float. Индекс должен быть типа int. И ссылка_на_массив, и индекс извлекаются из стека операндов. Значение float в компоненте массива по индексу извлекается и помещается на стек операндов.

Если ссылка_на_массив является null, faload вызывает исключение NullPointerException.

В противном случае, если индекс выходит за пределы массива, на который ссылается ссылка_на_массив, инструкция faload вызывает исключение ArrayIndexOutOfBoundsException.

Сохранение в массив float

fastore = 81 (0x51)

..., arrayref, index, value →

...

arrayref должен быть типа reference и ссылаться на массив, компоненты которого имеют тип float. index должен быть типа int, а value - типа float. arrayref, index и value извлекаются из стека операндов. Значение float value сохраняется в качестве компонента массива с индексом index.

Если arrayref является null, fastore генерирует исключение NullPointerException.

В противном случае, если index не находится в границах массива, на который ссылается arrayref, инструкция fastore генерирует исключение ArrayIndexOutOfBoundsException.

Сравнение float

fcmpg = 150 (0x96)

fcmpl = 149 (0x95)

..., value1, value2 →

..., result

И value1, и value2 должны быть типа float. Значения извлекаются из стека операндов, и выполняется сравнение с плавающей точкой:

Сравнение с плавающей точкой выполняется в соответствии со стандартом IEEE 754. Все значения, кроме NaN, упорядочены, при этом отрицательная бесконечность меньше всех конечных значений, а положительная бесконечность больше всех конечных значений. Положительный и отрицательный нуль считаются равными.

Инструкции fcmpg и fcmpl различаются только обработкой сравнения, включающего NaN. NaN неупорядочен, поэтому любое сравнение с участием NaN не выполняется, если хотя бы один из операндов является NaN. Наличие как fcmpg, так и fcmpl позволяет выполнить любое сравнение, которое поместит на стек операндов одинаковое result, независимо от того, не выполняется ли сравнение из-за не-NaN значений или из-за NaN. Дополнительную информацию см. в §3.5.

Помещение float

fconst_0 = 11 (0xb)

fconst_1 = 12 (0xc)

fconst_2 = 13 (0xd)

... →

..., <f>

Помещение константы float <f> (0.0, 1.0 или 2.0) на стек операндов.

Деление float

fdiv = 110 (0x6e)

..., значение1, значение2 →

..., результат

Оба значение1 и значение2 должны быть типа float. Значения извлекаются из стека операндов. float результат равен значение1 / значение2. Результат помещается в стек операндов.

Результат инструкции fdiv регулируется правилами арифметики IEEE 754:

Машина Java Virtual требует поддержки постепенного переполнения. Несмотря на то, что может произойти переполнение, недополнение, деление на ноль или потеря точности, выполнение инструкции fdiv никогда не вызывает исключение времени выполнения.

Загрузка float из локальной переменной

fload = 23 (0x17)

... →

..., значение

Индекс — это беззнаковый байт, который должен быть индексом в массив локальных переменных текущей фрейма (§2.6). Локальная переменная по индексу должна содержать float. Значение локальной переменной по индексу помещается на стек операндов.

Инструкция fload может использоваться совместно с инструкцией wide (§wide) для доступа к локальной переменной с использованием двухбайтового беззнакового индекса.

Загрузка float из локальной переменной

fload_0 = 34 (0x22)

fload_1 = 35 (0x23)

fload_2 = 36 (0x24)

fload_3 = 37 (0x25)

... →

..., значение

<n> должно быть индексом в массив локальных переменных текущего фрейма (§2.6). Локальная переменная по <n> должна содержать float. Значение локальной переменной по <n> помещается на стек операндов.

Каждая из инструкций fload_<n> аналогична инструкции fload с индексом <n>, за исключением того, что операнд <n> является неявным.

Умножение float

fmul = 106 (0x6a)

..., значение1, значение2 →

..., результат

Оба значение1 и значение2 должны быть типа float. Значения извлекаются из стека операндов. Результат результат равен значение1 * значение2. Результат помещается в стек операндов.

Результат инструкции fmul регулируется правилами арифметики IEEE 754:

Машина Java Virtual требует поддержки постепенного переполнения. Несмотря на то, что может произойти переполнение, недополнение или потеря точности, выполнение инструкции fmul никогда не вызывает исключение времени выполнения.

Изменение знака float

fneg = 118 (0x76)

..., значение →

..., результат

Значение должно быть типа float. Оно извлекается из стека операндов. Результат результат — арифметическое отрицание значения. Результат помещается в стек операндов.

Для значений float отрицание не равно вычитанию из нуля. Если x равен +0.0, то 0.0-x равен +0.0, но -x равен -0.0. Унарный минус просто инвертирует знак float.

Особые случаи:

Остаток float

frem = 114 (0x72)

..., значение1, значение2 →

..., результат

Оба значение1 и значение2 должны быть типа float. Значения извлекаются из стека операндов. Результат результат вычисляется и помещается в стек операндов.

Результат инструкции frem не совпадает с результатом операции остатка, определённой в IEEE 754, из-за выбора политики округления в Java Virtual Machine (§2.8). Операция остатка IEEE 754 вычисляет остаток от округления деления, а не от усечения, и поэтому её поведение не аналогично обычному оператору остатка целых чисел. Вместо этого Java Virtual Machine определяет frem как аналогичную инструкциям остатка для целых чисел irem и lrem, с подразумеваемым делением с округлением к нулю; это можно сравнить с функцией C-библиотеки fmod.

Результат инструкции frem регулируется следующими правилами, которые соответствуют арифметике IEEE 754 за исключением того, как вычисляется подразумеваемое деление:

Несмотря на то, что может произойти деление на ноль, вычисление инструкции frem никогда не вызывает исключения времени выполнения. Переполнение, недополнение или потеря точности невозможны.

Операцию остатка IEEE 754 можно вычислить с помощью библиотечной функции Math.IEEEremainder или StrictMath.IEEEremainder.

Возврат float из метода

freturn = 174 (0xae)

..., value →

[пусто]

Текущий метод должен иметь тип возвращаемого значения float. value должен быть типа float. Если текущий метод является методом synchronized, монитор, вошедший или повторно вошедший при вызове метода, обновляется и, возможно, выходит, как если бы выполнялась инструкция monitorexit (§monitorexit) в текущем потоке. Если исключение не выбрасывается, value извлекается из стека операндов текущей рамки (§2.6) и помещается в стек операндов рамки вызывающего метода. Любые другие значения в стеке операндов текущего метода отбрасываются.

Затем интерпретатор возвращает управление вызывающему методу, восстанавливая рамку вызывающего метода.

Если реализация Java Virtual Machine не соблюдает правила структурированных блокировок, описанные в §2.11.10, то если текущий метод является методом synchronized, а текущий поток не является владельцем монитора, вошедшего или повторно вошедшего при вызове метода, freturn выбрасывает исключение IllegalMonitorStateException. Это может произойти, например, если метод synchronized содержит инструкцию monitorexit, но не инструкцию monitorenter, для объекта, на котором синхронизирован метод.

В противном случае, если реализация Java Virtual Machine соблюдает правила структурированных блокировок, описанные в §2.11.10, и если первое из этих правил нарушено во время вызова текущего метода, то freturn выбрасывает исключение IllegalMonitorStateException.

Сохранение float в локальную переменную

fstore = 56 (0x38)

..., value →

...

index — это беззнаковый байт, который должен быть индексом в массиве локальных переменных текущей рамки (§2.6). Значение value на вершине стека операндов должно быть типа float. Оно извлекается из стека операндов, и значение локальной переменной в позиции index устанавливается в value.

Инструкция fstore может использоваться совместно с инструкцией wide (§wide) для доступа к локальной переменной с помощью двубайтового беззнакового индекса.

Сохранение float в локальную переменную

fstore_0 = 67 (0x43)

fstore_1 = 68 (0x44)

fstore_2 = 69 (0x45)

fstore_3 = 70 (0x46)

..., value →

...

<n> должно быть индексом в массиве локальных переменных текущей рамки (§2.6). Значение value на вершине стека операндов должно быть типа float. Оно извлекается из стека операндов, и значение локальной переменной в позиции <n> устанавливается в value.

Каждая из инструкций fstore_<n> эквивалентна инструкции fstore с индексом <n>, за исключением того, что операнд <n> неявный.

Получение поля из объекта

getfield = 180 (0xb4)

..., objectref →

..., value

Беззнаковые indexbyte1 и indexbyte2 используются для построения индекса в постоянной таблице времени выполнения текущего класса (§2.6), где значение индекса равно (indexbyte1 << 8) | indexbyte2. Элемент постоянной таблицы времени выполнения по этому индексу должен быть символической ссылкой на поле (§5.1), которая содержит имя и дескриптор поля, а также символическую ссылку на класс, в котором находится это поле. Ссылаемое поле разрешается (§5.4.3.2).

objectref, который должен быть типа reference, но не типа массива, извлекается из стека операндов. Значение (value) ссылаемого поля в objectref извлекается и помещается на стек операндов.

Во время разрешения символической ссылки на поле могут быть выброшены любые ошибки, относящиеся к разрешению поля (§5.4.3.2).

В противном случае, если разрешенное поле является полем static, getfield выбрасывает исключение IncompatibleClassChangeError.

В противном случае, если objectref является null, инструкция getfield выбрасывает исключение NullPointerException.

Инструкция getfield не может использоваться для доступа к полю length массива. Вместо этого используется инструкция arraylength (§arraylength).

Получение поля класса

getstatic = 178 (0xb2)

..., →

..., value

Беззнаковые indexbyte1 и indexbyte2 используются для построения индекса в постоянной таблице времени выполнения текущего класса (§2.6), где значение индекса равно (indexbyte1 << 8) | indexbyte2. Элемент постоянной таблицы времени выполнения по этому индексу должен быть символической ссылкой на поле (§5.1), которая содержит имя и дескриптор поля, а также символическую ссылку на класс или интерфейс, в котором находится это поле. Ссылаемое поле разрешается (§5.4.3.2).

При успешном разрешении поля, класс или интерфейс, объявляющий разрешенное поле, инициализируется, если этот класс или интерфейс еще не были инициализированы (§5.5).

Значение (value) поля класса или интерфейса извлекается и помещается на стек операндов.

Во время разрешения символической ссылки на поле класса или интерфейса могут быть выброшены любые исключения, относящиеся к разрешению поля (§5.4.3.2).

В противном случае, если разрешенное поле не является полем (класса) static или полем интерфейса, getstatic выбрасывает исключение IncompatibleClassChangeError.

В противном случае, если выполнение этой инструкции getstatic вызывает инициализацию ссылаемого класса или интерфейса, getstatic может выбросить исключение Error, как подробно описано в §5.5.

Безусловный переход

goto = 167 (0xa7)

Без изменений

Беззнаковые байты branchbyte1 и branchbyte2 используются для построения знакового 16-битного смещения (branchoffset), где branchoffset равен (branchbyte1 << 8) | branchbyte2. Выполнение продолжается в смещении от адреса операционного кода данной инструкции goto. Адрес назначения должен соответствовать операционному коду инструкции внутри метода, содержащего эту инструкцию goto.

Безусловный переход (широкий индекс)

goto_w = 200 (0xc8)

Без изменений

Беззнаковые байты branchbyte1, branchbyte2, branchbyte3 и branchbyte4 используются для построения 32-битного знакового смещения branchoffset, где branchoffset это (branchbyte1 << 24) | (branchbyte2 << 16) | (branchbyte3 << 8) | branchbyte4. Выполнение продолжается по смещению от адреса операции данной инструкции goto_w. Адрес назначения должен быть адресом операции инструкции внутри метода, содержащего данную инструкцию goto_w.

Несмотря на то, что инструкция goto_w использует 4-байтовое смещение ветвления, другие факторы ограничивают размер метода до 65535 байтов (§4.11). Это ограничение может быть увеличено в будущих версиях Java Virtual Machine.

Преобразование int в byte

i2b = 145 (0x91)

..., value →

..., result

Значение value на вершине операционного стека должно быть типа int. Оно извлекается из операционного стека, усекается до byte, а затем расширяется со знаком до int result. Значение result помещается на операционный стек.

Инструкция i2b выполняет сужающее преобразование примитивных типов (JLS §5.1.3). Она может потерять информацию о величине value. Знак result может также отличаться от знака value.

Преобразование int в char

i2c = 146 (0x92)

..., value →

..., result

Значение value на вершине операционного стека должно быть типа int. Оно извлекается из операционного стека, усекается до char, а затем расширяется без знака до int result. Значение result помещается на операционный стек.

Инструкция i2c выполняет сужающее преобразование примитивных типов (JLS §5.1.3). Она может потерять информацию о величине value. Значение result (которое всегда положительно) может также отличаться от знака value.

Преобразование int в double

i2d = 135 (0x87)

..., value →

..., result

Значение value на вершине операционного стека должно быть типа int. Оно извлекается из операционного стека и преобразуется в double result. Значение result помещается на операционный стек.

Инструкция i2d выполняет расширяющее преобразование примитивных типов (JLS §5.1.2). Поскольку все значения типа int точно представляются типом double, преобразование точное.

Преобразование int в float

i2f = 134 (0x86)

..., value →

..., result

Значение value на вершине операционного стека должно быть типа int. Оно извлекается из операционного стека и преобразуется в float result с использованием правила округления до ближайшего значения (§2.8). Значение result помещается на операционный стек.

Инструкция i2f выполняет расширяющее преобразование примитивных типов (JLS §5.1.2), но может привести к потере точности, так как значения типа float имеют только 24 бита мантиссы.

Преобразовать int в long

i2l = 133 (0x85)

..., значение →

..., результат

Значение значение на вершине стека операндов должно быть типа int. Оно извлекается из стека операндов и расширяется со знаком до long результат. Результат помещается на стек операндов.

Инструкция i2l выполняет расширяющее преобразование примитивных типов (JLS §5.1.2). Поскольку все значения типа int точно представимы типом long, преобразование является точным.

Преобразовать int в short

i2s = 147 (0x93)

..., значение →

..., результат

Значение значение на вершине стека операндов должно быть типа int. Оно извлекается из стека операндов, усекается до short, затем расширяется со знаком до int результат. Результат помещается на стек операндов.

Инструкция i2s выполняет сужающее преобразование примитивных типов (JLS §5.1.3). При этом может быть потеряна информация о величине значение. Результат также может иметь другой знак, чем значение.

Сложить int

iadd = 96 (0x60)

..., значение1, значение2 →

..., результат

Оба значение1 и значение2 должны быть типа int. Значения извлекаются из стека операндов. Результат результат равен значение1 + значение2. Результат помещается на стек операндов.

Результат — это 32 младших бита истинного математического результата в достаточно широком формате дополнительного кода, представленного как значение типа int. В случае переполнения знак результата может не совпадать со знаком математической суммы двух значений.

Несмотря на то, что переполнение возможно, выполнение инструкции iadd никогда не вызывает исключение времени выполнения.

Загрузка int из массива

iaload = 46 (0x2e)

..., ссылка_на_массив, индекс →

..., значение

ссылка_на_массив должна быть типа reference и должна ссылаться на массив, компоненты которого имеют тип int. Индекс должен быть типа int. Оба ссылка_на_массив и индекс извлекаются из стека операндов. Полученное int значение компонента массива по индексу извлекается и помещается на стек операндов.

Если ссылка_на_массив является null, iaload выбрасывает NullPointerException.

В противном случае, если индекс не находится в пределах массива, на который ссылается ссылка_на_массив, инструкция iaload выбрасывает ArrayIndexOutOfBoundsException.

Сохранение в массив int

iastore = 79 (0x4f)

..., arrayref, index, value →

...

arrayref должен быть типа reference и ссылаться на массив, компоненты которого имеют тип int. index и value должны быть типа int. arrayref, index и value извлекаются из стека операндов. Значение value сохраняется в качестве компонента массива по индексу index.

Если arrayref является null, iastore генерирует исключение NullPointerException.

В противном случае, если index выходит за пределы массива, на который ссылается arrayref, инструкция iastore генерирует исключение ArrayIndexOutOfBoundsException.

Положить int константу

iconst_m1 = 2 (0x2)

iconst_0 = 3 (0x3)

iconst_1 = 4 (0x4)

iconst_2 = 5 (0x5)

iconst_3 = 6 (0x6)

iconst_4 = 7 (0x7)

iconst_5 = 8 (0x8)

... →

..., <i>

Поместить константу <i> (-1, 0, 1, 2, 3, 4 или 5) в стек операндов.

Каждая из инструкций этого семейства эквивалентна bipush <i> для соответствующего значения <i>, за исключением того, что операнд <i> является неявным.

Деление int

idiv = 108 (0x6c)

..., value1, value2 →

..., result

value1 и value2 должны быть типа int. Эти значения извлекаются из стека операндов. Результат result — значение выражения языка программирования Java value1 / value2 (JLS §15.17.2). Результат result помещается в стек операндов.

Деление округляет к ближайшему целому, т. е. частное, получаемое для значений в n/d — это целое значение q, абсолютная величина которого как можно больше, при условии, что |d ⋅ q| ≤ |n|. Кроме того, q положительно, когда |n| ≥ |d| и n и d имеют одинаковый знак, но q отрицательно, когда |n| ≥ |d| и n и d имеют противоположные знаки.

Существует один особый случай, который не удовлетворяет этому правилу: если делимое — это целое число наибольшей возможной величины для типа int, а делитель — -1, то происходит переполнение, и результат равен делимому. Несмотря на переполнение, в этом случае исключение не генерируется.

Если значение делителя в делении int равно 0, idiv генерирует исключение ArithmeticException.

Разветвление, если reference сравнение успешно

if_acmpeq = 165 (0xa5)

if_acmpne = 166 (0xa6)

..., value1, value2 →

...

Оба value1 и value2 должны быть типа reference. Они оба извлекаются из стека операндов и сравниваются. Результаты сравнения следующие:

Если сравнение успешно, незначащие branchbyte1 и branchbyte2 используются для построения знакового 16-битного смещения, где смещение вычисляется как (branchbyte1 << 8) | branchbyte2. Выполнение затем продолжается по этому смещению от адреса кода этой инструкции if_acmp<cond>. Целевой адрес должен быть адресом кода инструкции внутри метода, содержащего эту инструкцию if_acmp<cond>.

В противном случае, если сравнение не выполнено, выполнение продолжается по адресу инструкции, следующей за этой инструкцией if_acmp<cond>.

Разветвление, если int сравнение успешно

if_icmpeq = 159 (0x9f)

if_icmpne = 160 (0xa0)

if_icmplt = 161 (0xa1)

if_icmpge = 162 (0xa2)

if_icmpgt = 163 (0xa3)

if_icmple = 164 (0xa4)

..., value1, value2 →

...

Оба value1 и value2 должны быть типа int. Они оба извлекаются из стека операндов и сравниваются. Все сравнения являются знаковыми. Результаты сравнения следующие:

Если сравнение успешно, незначащие branchbyte1 и branchbyte2 используются для построения знакового 16-битного смещения, где смещение вычисляется как (branchbyte1 << 8) | branchbyte2. Выполнение затем продолжается по этому смещению от адреса кода этой инструкции if_icmp<cond>. Целевой адрес должен быть адресом кода инструкции внутри метода, содержащего эту инструкцию if_icmp<cond>.

В противном случае, выполнение продолжается по адресу инструкции, следующей за этой инструкцией if_icmp<cond>.