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 генерирует исключение NullPointerException.

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

Сохранение 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 – 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 value является значением типа компонента массива, на который ссылается arrayref, то value сохраняется как компонент массива по индексу index.

Проверка, является ли value значением типа компонента массива, осуществляется в соответствии с правилами, указанными в §checkcast.

Если arrayref является null, aastore генерирует исключение NullPointerException.

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

В противном случае, если не-null value не является значением типа компонента массива, aastore генерирует исключение ArrayStoreException.

Поместить null

aconst_null = 1 (0x1)

... →

..., null

Поместить null объект reference в стек операндов.

Виртуальная машина Java не предписывает конкретное значение для null.

Загрузка reference из локальной переменной

aload = 25 (0x19)

... →

..., objectref

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

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

Код операции aload может использоваться совместно с инструкцией wide (§wide) для доступа к локальной переменной с помощью двубайтового беззнакового индекса.

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. Ссылка на объект objectref из локальной переменной по индексу <n> помещается на стек операндов.

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

Каждая из инструкций aload_<n> идентична инструкции 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 элементов 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. Имя типа класса, массива или интерфейса разрешается (§5.4.3.1). Выделяется новый массив с элементами указанного типа и длиной count в куче с автоматическим сбором мусора, и ссылка arrayref на этот новый объект массива помещается на стек операндов. Все элементы нового массива инициализируются значением null, 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 выбрасывает исключение NegativeArraySizeException.

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

Возврат reference из метода

areturn = 176 (0xb0)

..., objectref →

[пусто]

objectref должен быть типа reference и должен ссылаться на объект типа, совместимого с типом, представленным в дескрипторе возврата (§4.3.3) текущего метода. Если текущий метод является synchronized методом, монитор, вошедший или повторно вошедший при вызове метода, обновляется и, возможно, выходит из состояния, как если бы была выполнена инструкция monitorexit (§monitorexit) в текущем потоке. Если исключение не выбрасывается, objectref извлекается со стека операндов текущей рамки (§2.6) и помещается на стек операндов рамки вызывающего метода. Любые другие значения на стеке операндов текущего метода удаляются.

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

Если реализация виртуальной машины Java не соблюдает правила структурной блокировки, описанные в §2.11.10, то если текущий метод является synchronized методом, а текущий поток не является владельцем монитора, вошедшего или повторно вошедшего при вызове метода, areturn выбрасывает исключение IllegalMonitorStateException. Это может произойти, например, если synchronized метод содержит инструкцию monitorexit, но не инструкцию monitorenter на объекте, на котором метод синхронизирован.

В противном случае, если реализация виртуальной машины Java соблюдает правила структурной блокировки, описанные в §2.11.10, и если первое из этих правил нарушается во время вызова текущего метода, то areturn выбрасывает исключение IllegalMonitorStateException.

Получить длину массива

arraylength = 190 (0xbe)

..., arrayref →

..., length

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

Если arrayref является null, инструкция arraylength вызывает исключение NullPointerException.

Сохранить reference в локальную переменную

astore = 58 (0x3a)

..., objectref →

...

index — это байт без знака, который должен быть индексом в массив локальных переменных текущей фрейма (§2.6). objectref на вершине стека операндов должен быть типа returnAddress или 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 finally пункта языка программирования Java (§3.13).

Инструкция aload (§aload) не может быть использована для загрузки значения типа returnAddress из локальной переменной в стек операндов. Это несимметричное поведение с инструкцией astore преднамеренное.

Код операции astore может быть использован совместно с инструкцией wide (§wide) для доступа к локальной переменной, используя двубайтовый беззнаковый индекс.

Сохранить reference в локальную переменную

astore_0 = 75 (0x4b)

astore_1 = 76 (0x4c)

astore_2 = 77 (0x4d)

astore_3 = 78 (0x4e)

..., objectref →

...

<n> должен быть индексом в массив локальных переменных текущей фрейма (§2.6). objectref на вершине стека операндов должен быть типа returnAddress или reference. Он извлекается из стека операндов, и значение локальной переменной по индексу <n> устанавливается в objectref.

Инструкция astore_<n> используется с objectref типа returnAddress при реализации finally пунктов 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 несимметрия с соответствующей инструкцией astore_<n> намеренная.

Каждая инструкция astore_<n> эквивалентна astore с индексом <n>, за исключением того, что операнд <n> неявный.

Выбросить исключение или ошибку

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. Затем objectref выбрасывается путём поиска в текущем методе (§2.6) первого обработчика исключений, соответствующего классу objectref, как указано в алгоритме 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 возвращается 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 в вызове метода, выходит, как если бы было выполнено инструкция monitorexit (§monitorexit). Наконец, если существует такая рамка, восстанавливается рамка её вызывающего метода, и objectref выбрасывается повторно. Если такой рамки не существует, текущий поток завершается.

Если objectref равен null, athrow выбрасывает NullPointerException вместо objectref.

В противном случае, если реализация Java Virtual Machine не соблюдает правила структурированных блокировок, описанные в §2.11.10, то если метод текущей рамки является методом synchronized и текущий поток не является владельцем монитора, вошедшего или повторно вошедшего в вызове метода, athrow выбрасывает IllegalMonitorStateException вместо объекта, который ранее выбрасывался. Это может произойти, например, если метод synchronized, завершающийся внезапно, содержит инструкцию monitorexit, но не инструкцию monitorenter, по объекту, по которому 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 athrow выбрасывает IllegalMonitorStateException вместо объекта, который ранее выбрасывался.

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

Загрузить byte или boolean из массива

baload = 51 (0x33)

..., arrayref, index →

..., value

arrayref должен быть типа reference и должен ссылаться на массив, компоненты которого имеют тип byte или тип boolean. index должен быть типа int. Оба arrayref и index извлекаются из стека операндов. Значение byte value в компоненте массива по index извлекается, расширяется со знаком до int value, и помещается в верхнюю часть стека операндов.

Если arrayref равен null, baload выбрасывает NullPointerException.

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

Инструкция baload используется для загрузки значений из массивов как byte, так и boolean. В реализации Java Virtual Machine Oracle, 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 byte или boolean

bastore = 84 (0x54)

..., arrayref, index, value →

...

arrayref должен быть типа reference и должен ссылаться на массив, компоненты которого имеют тип byte или тип boolean. index и value должны оба быть типа int. arrayref, index и value извлекаются из стека операндов.

Если arrayref ссылается на массив, компоненты которого имеют тип byte, то значение value усекается до byte и сохраняется как компонент массива с индексом index.

Если arrayref ссылается на массив, компоненты которого имеют тип boolean, то значение value сужается, взяв побитовое И от value и 1; результат сохраняется как компонент массива с индексом index.

Если arrayref является null, операция bastore генерирует исключение NullPointerException.

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

Инструкция bastore используется для сохранения значений в массивах как byte, так 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 быть способна сохранять значения boolean в упакованные массивы boolean, а также значения byte в массивы byte.

Положить byte

bipush = 16 (0x10)

... →

..., value

Непосредственный byte расширяется со знаком до int value. Это value помещается в стек операндов.

Загрузка char из массива

caload = 52 (0x34)

..., arrayref, index →

..., value

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

Если arrayref является null, caload генерирует исключение NullPointerException.

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

Сохранение в массив char

castore = 85 (0x55)

..., arrayref, index, value →

...

arrayref должен быть типа reference и должен ссылаться на массив, компоненты которого имеют тип char. index и value должны оба быть типа int. arrayref, index и value извлекаются из стека операндов. Значение value усекается до char и сохраняется как компонент массива с индексом index.

Если arrayref является null, castore генерирует исключение NullPointerException.

В противном случае, если index не находится в пределах границ массива, на который ссылается arrayref, инструкция castore генерирует 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 пул постоянных времени выполнения текущего класса (§2.6), где значение индекса равно (indexbyte1 << 8) | indexbyte2. Элемент пула постоянных времени выполнения по этому индексу должен быть символической ссылкой на класс, массив или интерфейсный тип.

Если objectref является null, то стек операндов не изменяется.

В противном случае, указанный класс, массив или интерфейсный тип разрешаются (§5.4.3.1). Если objectref является значением типа, заданного разрешённым классом, массивом или интерфейсным типом, то стек операндов не изменяется.

Следующие правила используются для определения, является ли ссылка на объект, не являющуюся null, значением типа ссылки T.

Во время разрешения символической ссылки на класс, массив или интерфейсный тип могут быть выброшены любые исключения, описанные в §5.4.3.1.

В противном случае, если objectref не является null и не является значением типа, заданного разрешённым классом, массивом или интерфейсным типом, инструкция checkcast выбросит исключение ClassCastException.

Инструкция checkcast очень похожа на инструкцию instanceof (§instanceof). Они различаются по обращению с null, поведению при неудачном тесте (checkcast выбросит исключение, instanceof запишет результат) и влиянию 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 значение value слишком мало, чтобы быть представленным как float, преобразуется в ноль с тем же знаком; конечное value, слишком большое, чтобы быть представлено как float, преобразуется в бесконечность с тем же знаком. double NaN преобразуется в float NaN.

Инструкция d2f выполняет сужение примитивного преобразования (JLS §5.1.3). Она может потерять информацию о величине value и может также потерять точность.

Преобразовать double в int

d2i = 142 (0x8e)

..., значение →

..., результат

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

Инструкция d2i выполняет сужающее преобразование примитивов (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 вверху стека операндов должно быть типа double. Оно извлекается из стека операндов и преобразуется в long. Результат помещается в стек операндов:

Инструкция d2l выполняет сужающее преобразование примитивов (JLS §5.1.3). Она может потерять информацию о величине значение и может также потерять точность.

Загрузка значения из массива

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. 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, то daload генерирует исключение NullPointerException.

В противном случае, если index находится вне границ массива, указанного arrayref, инструкция daload генерирует исключение ArrayIndexOutOfBoundsException.

Сохранение значения в массив

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 компоненте массива по индексу index.

Если arrayref является null, то dastore генерирует исключение NullPointerException.

В противном случае, если index находится вне границ массива, указанного arrayref, инструкция dastore генерирует исключение ArrayIndexOutOfBoundsException.

Сравнение double

dcmpg = 152 (0x98)

dcmpl = 151 (0x97)

..., value1, value2 →

..., result

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 спецификацией 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 ноль считаются равными.

Инструкции dcmpg и dcmpl отличаются только обработкой сравнения, включающего NaN. NaN не упорядочено, поэтому любое сравнение, если один или оба операнда являются NaN, завершается неудачей. Наличие как dcmpg, так и dcmpl позволяет скомпилировать любое сравнение так, что в стек операндов записывается одинаковый результат, независимо от того, завершается ли сравнение на не-NaN значениях или встречается NaN. Для более подробной информации см. §3.5.

Помещение double-константы

dconst_0 = 14 (0xe)

dconst_1 = 15 (0xf)

... →

..., <d>

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

Деление

ddiv = 111 (0x6f)

..., 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 ddiv регулируется правилами арифметики IEEE 754:

Виртуальная машина Java требует поддержки постепенного недополнения. Несмотря на то, что может произойти переполнение, недополнение, деление на ноль или потеря точности, выполнение инструкции ddiv никогда не вызывает исключения во время выполнения.

Загрузка double из локальной переменной

dload = 24 (0x18)

... →

..., значение

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

Инструкция dload может быть использована совместно с инструкцией wide (§wide) для доступа к локальной переменной с использованием двубайтового беззнакового индекса.

Загрузка double из локальной переменной

dload_0 = 38 (0x26)

dload_1 = 39 (0x27)

dload_2 = 40 (0x28)

dload_3 = 41 (0x29)

... →

..., значение

И <n>, и <n>+1 должны быть индексами в массив 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 инструкции dload с индексом <n>, за исключением того, что операнд <n> неявный.

Умножение double

dmul = 107 (0x6b)

..., value1, value2 →

..., результат

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

Результат инструкции dmul определяется правилами арифметики IEEE 754:

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

Изменение знака double

dneg = 119 (0x77)

..., значение →

..., результат

Значение должно быть типа double. Оно извлекается из стека операндов. double Результат result — арифметическое отрицание значение. Результат result помещается в стек операндов.

Для значений double отрицание не является тем же, что вычитание из нуля. Если x — +0.0, то 0.0-x равно +0.0, но -x равно -0.0. Унарный минус просто инвертирует знак double.

Важные частные случаи:

Остаток double

drem = 115 (0x73)

..., value1, value2 →

..., результат

Оба value1 и value2 должны быть типа double. Значения извлекаются из стека операндов. double Результат result вычисляется и помещается в стек операндов.

Результат инструкции drem не совпадает с результатом операции остатка, определенной IEEE 754, из-за выбора политики округления в виртуальной машине Java (§2.8). Операция остатка IEEE 754 вычисляет остаток от округленного деления, а не от усеченного, и поэтому ее поведение не аналогично поведению обычного оператора остатка целых чисел. Вместо этого виртуальная машина Java определяет drem как поведение, аналогичное поведению инструкций остатка целых чисел irem и lrem, с подразумеваемым делением с политикой округления до нуля; это можно сравнить с функцией C-библиотеки fmod.

Результат инструкции drem определяется следующими правилами, которые соответствуют правилам арифметики IEEE 754, за исключением того, как вычисляется подразумеваемое деление:

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

Операция остатка IEEE 754 может быть вычислена с помощью библиотечной функции Math.IEEEremainder или StrictMath.IEEEremainder.

Возвращение double из метода

dreturn = 175 (0xaf)

..., значение →

[пусто]

Текущий метод должен иметь тип возвращаемого значения double. Значение должно быть типа double. Если текущий метод является методом synchronized, монитор, в который вошли или в который повторно вошли при вызове метода, обновляется и, возможно, завершается, как если бы выполнялась инструкция monitorexit (§monitorexit) в текущем потоке. Если исключение не генерируется, значение извлекается из стека операндов текущей рамки (§2.6) и помещается в стек операндов рамки вызывающего метода. Все другие значения в стеке операндов текущего метода удаляются.

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

Если реализация Java Virtual Machine не выполняет правила структурированной блокировки, описанные в §2.11.10, то если текущий метод является методом synchronized, и текущий поток не является владельцем монитора, в который вошли или в который повторно вошли при вызове метода, dreturn генерирует исключение IllegalMonitorStateException. Это может произойти, например, если метод synchronized содержит инструкцию monitorexit, но не содержит 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, тогда dreturn генерирует исключение IllegalMonitorStateException.

Сохранение double в локальной переменной

dstore = 57 (0x39)

..., значение →

...

Индекс — это беззнаковый байт. И индекс, и индекс+1 должны быть индексами в массив локальных переменных текущей рамки (§2.6). Значение в верхней части стека операндов должно быть типа double. Оно извлекается из стека операндов. Локальные переменные по индексам индекс и индекс+1 устанавливаются в значение.

Команда dstore может использоваться совместно с инструкцией wide (§wide) для доступа к локальной переменной с помощью двухбайтного беззнакового индекса.

Сохранение double в локальной переменной

dstore_0 = 71 (0x47)

dstore_1 = 72 (0x48)

dstore_2 = 73 (0x49)

dstore_3 = 74 (0x4a)

..., значение →

...

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

Каждая из инструкций dstore_<n> аналогична 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 их на два, три или четыре позиции вниз.

dup2_x2 = 94 (0x5e)

Форма 1:

..., value4, value3, value2, value1 →

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

где value1, value2, value3 и value4 — значения категорий 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 одно или два верхних значения в стеке операндов и вставляет дублированные значения в исходном порядке в стек операндов.

Преобразовать float в double

f2d = 141 (0x8d)

..., value →

..., result

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

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

Преобразовать float в int

f2i = 139 (0x8b)

..., value →

..., result

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

Инструкция f2i выполняет сужающее преобразование примитивного типа (JLS §5.1.3). Она может потерять информацию о значении value и может также потерять 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 в стек операндов:

Инструкция f2l выполняет сужающее преобразование примитивных типов (JLS §5.1.3). Она может потерять информацию о величине значение и точности.

Сложить float

fadd = 98 (0x62)

..., значение1, значение2 →

..., результат

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

Результат инструкции fadd регулируется правилами арифметики IEEE 754:

Java Virtual Machine требует поддержки постепенного уменьшения. Несмотря на то, что может произойти переполнение, недополнение или потеря точности, выполнение инструкции fadd никогда не вызывает исключения 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. Оба ссылка_на_массив и индекс извлекаются из стека операндов. Значение float в компоненте массива по индексу извлекается и помещается в стек операндов.

Если ссылка_на_массив является null, faload выбрасывает исключение NullPointerException.

В противном случае, если индекс не находится в пределах границ массива, на который ссылается ссылка_на_массив, инструкция faload выбрасывает 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 value сохраняется как компонент массива с индексом index.

Если arrayref является null, то fastore генерирует исключение NullPointerException.

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

Сравнение float

fcmpg = 150 (0x96)

fcmpl = 149 (0x95)

..., value1, value2 →

..., result

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, отрицательная бесконечность меньше всех конечных значений, а положительная бесконечность больше всех конечных значений. Положительный и отрицательный нули считаются равными.

Инструкции fcmpg и fcmpl различаются только по обработке сравнения, включающего NaN. NaN не упорядочено, поэтому любое сравнение float терпит неудачу, если один или оба операнда равны NaN. При наличии как fcmpg, так и fcmpl, любое сравнение float может быть скомпилировано для помещения того же значения result в стек операндов, вне зависимости от того, терпит ли сравнение неудачу на значениях, не равных NaN, или из-за NaN. Более подробная информация приведена в §3.5.

Поместить float

fconst_0 = 11 (0xb)

fconst_1 = 12 (0xc)

fconst_2 = 13 (0xd)

... →

..., <f>

Поместить константу float <f> (0.0, 1.0 или 2.0) на стек операндов.

Деление float

fdiv = 110 (0x6e)

..., value1, value2 →

..., результат

Оба значения value1 и value2 должны быть типа float. Значения извлекаются из стека операндов. float Результат результат равен value1 / value2. Результат результат помещается в стек операндов.

Результат инструкции fdiv регулируется правилами арифметики IEEE 754:

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

Загрузка float из локальной переменной

fload = 23 (0x17)

... →

..., значение

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

Инструкция fload может использоваться совместно с инструкцией wide (§wide) для доступа к локальной переменной с помощью двубайтового 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 — это индекс в массиве локальных переменных текущей рамки (§2.6). Локальная переменная по индексу n должна содержать float. Значение локальной переменной по индексу n помещается в стек операндов.

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

Умножение float

fmul = 106 (0x6a)

..., value1, value2 →

..., result

Оба value1 и value2 должны быть типа float. Значения извлекаются из стека операндов. Результат result равен value1 * value2. Результат помещается в стек операндов.

Результат инструкции fmul управляется правилами арифметики IEEE 754:

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

Изменение знака float

fneg = 118 (0x76)

..., value →

..., result

value должен быть типа float. Он извлекается из стека операндов. Результат result - это арифметическое отрицание value. 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 float.

Специальные случаи:

Остаток float

frem = 114 (0x72)

..., value1, value2 →

..., result

Оба value1 и value2 должны быть типа float. Значения извлекаются из стека операндов. Результат result вычисляется и помещается в стек операндов.

Результат инструкции frem отличается от результата операции остатка, определенной в IEEE 754, из-за выбора правила округления в виртуальной машине Java (§2.8). Операция остатка IEEE 754 вычисляет остаток от округления деления, а не от усечения, и поэтому ее поведение не аналогично оператору остатка целых чисел. Вместо этого виртуальная машина Java определяет frem так, чтобы он вел себя аналогично инструкциям остатка целых чисел irem и lrem с подразумеваемым делением с помощью правила округления к нулю; это можно сравнить с функцией C-библиотеки fmod.

Результат инструкции frem определяется 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 генерирует исключение во время выполнения. Переполнение, подпороговое переполнение или потеря точности невозможны.

Операция остатка IEEE 754 может быть вычислена процедурой библиотеки Math.IEEEremainder или StrictMath.IEEEremainder.

Возврат float из метода

freturn = 174 (0xae)

..., значение →

[пусто]

Текущий метод должен иметь тип возвращаемого значения float. Значение должно быть типа float. Если текущий метод является методом synchronized, монитор, захваченный или повторно захваченный при вызове метода, обновляется и, возможно, покидается так, как если бы выполнялась инструкция monitorexit (§monitorexit) в текущей потоке. Если исключение не генерируется, значение 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 выполняет правила структурного блокирования, описанные в §2.11.10, то если текущий метод является методом synchronized, и текущая нить не является владельцем монитора, захваченного или повторно захваченного при вызове метода, freturn 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 структурного блокирования, описанные в §2.11.10, и если первое из этих правил нарушается во время вызова текущего метода, то freturn генерирует исключение IllegalMonitorStateException.

Сохранить float в локальную переменную

fstore = 56 (0x38)

..., значение →

...

Индекс — это беззнаковый байт, который должен быть индексом в массиве локальных переменных текущей рамки (§2.6). Значение вверху стека операндов должно быть типа float. Оно извлекается из стека операндов, и значение локальной переменной по индексу индекс устанавливается в значение.

Инструкция fstore может использоваться совместно с инструкцией wide (§wide) для доступа к локальной переменной, используя двубайтовый беззнаковый индекс.

Сохранить float в локальную переменную

fstore_0 = 67 (0x43)

fstore_1 = 68 (0x44)

fstore_2 = 69 (0x45)

fstore_3 = 70 (0x46)

..., значение →

...

<n> должен быть индексом в массиве локальных переменных текущей рамки (§2.6). Значение вверху стека операндов должно быть типа float. Оно извлекается из стека операндов, и значение локальной переменной по индексу <n> устанавливается в значение.

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

Получить значение поля из объекта

getfield = 180 (0xb4)

..., objectref →

..., value

Беззнаковые indexbyte1 и indexbyte2 используются для построения индекса в постоянном пуле времени выполнения текущего класса (§2.6), где значение индекса равно (indexbyte1 << 8) | indexbyte2. Элемент постоянного пула 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. Ссылка на поле разрешается (§5.4.3.2).

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

Во время разрешения символической ссылки на поле могут быть выброшены любые ошибки, связанные с разрешением поля (§5.4.3.2).

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

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

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

Получить поле из класса

getstatic = 178 (0xb2)

..., →

..., value

Беззнаковые indexbyte1 и indexbyte2 используются для построения индекса в постоянном пуле времени выполнения текущего класса (§2.6), где значение индекса равно (indexbyte1 << 8) | indexbyte2. Элемент постоянного пула 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. Ссылка на поле разрешается (§5.4.3.2).

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

Значение (value) поля класса или интерфейса извлекается и помещается в 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 (class) или полем интерфейса, getstatic генерирует исключение IncompatibleClassChangeError.

В противном случае, если выполнение этой инструкции getstatic приводит к инициализации указанного класса или интерфейса, getstatic может сгенерировать исключение Error, как подробно описано в §5.5.

Безусловный переход

goto = 167 (0xa7)

Без изменений

Беззнаковые байты branchbyte1 и branchbyte2 используются для построения знаковой 16-битной величины branchoffset, где branchoffset равно (branchbyte1 << 8) | branchbyte2. Выполнение переходит к адресу, смещенному на эту величину от адреса инструкции goto. Целевой адрес должен соответствовать адресу инструкции в методе, содержащем эту инструкцию goto.

Безусловный переход (широкий индекс)

goto_w = 200 (0xc8)

Без изменений

Беззнаковые байты branchbyte1, branchbyte2, branchbyte3 и branchbyte4 используются для построения знакового 32-битного branchoffset, где branchoffset — это (branchbyte1 << 24) | (branchbyte2 << 16) | (branchbyte3 << 8) | branchbyte4. Выполнение продолжается по смещению от адреса опкода данной инструкции goto_w. Целевой адрес должен соответствовать опкоду инструкции в методе, содержащем эту инструкцию goto_w.

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

Преобразовать int в byte

i2b = 145 (0x91)

..., value →

..., result

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

Инструкция i2b выполняет сужение примитивного преобразования (JLS §5.1.3). Она может потерять информацию о величине value. result также может иметь другой знак, чем value.

Преобразовать int в char

i2c = 146 (0x92)

..., value →

..., result

Значение value на вершине стека операндов должно быть типа int. Оно извлекается из стека операндов, усекается до char, затем расширяется со знаком 0 до int result. Значение result помещается в стек операндов.

Инструкция i2c выполняет сужение примитивного преобразования (JLS §5.1.3). Она может потерять информацию о величине value. Значение result (которое всегда положительно) также может иметь другой знак, чем value.

Преобразовать int в double

i2d = 135 (0x87)

..., value →

..., result

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

Инструкция i2d выполняет расширение примитивного преобразования (JLS §5.1.2). Поскольку все значения типа int точно представимы в типе double, преобразование точное.

Преобразовать int в float

i2f = 134 (0x86)

..., value →

..., result

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

Инструкция i2f выполняет расширение примитивного преобразования (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 примитивное преобразование (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 примитивное преобразование (JLS §5.1.3). Она может потерять информацию о значении значение в целом. Результат также может не иметь того же знака, что и значение.

Сложить int

iadd = 96 (0x60)

..., значение1, значение2 →

..., результат

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 формате двухдополнительного кода достаточной ширины, представленный как значение типа int. Если происходит переполнение, знак результата может не совпадать со знаком математической суммы двух значений.

Несмотря на то, что может произойти переполнение, выполнение инструкции iadd никогда не вызывает исключение во время 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. И ссылка_на_массив, и индекс извлекаются из стека операндов. Значение значение компонента массива по индексу извлекается и помещается на стек операндов.

Если ссылка_на_массив является null, iaload генерирует исключение NullPointerException.

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

Запись в массив int

iastore = 79 (0x4f)

..., arrayref, index, value →

...

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

Если arrayref является null, iastore генерирует исключение NullPointerException.

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

Положить константу int

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>

Положить константу int <i> (-1, 0, 1, 2, 3, 4 или 5) на стек операндов.

Каждая из инструкций этой группы эквивалентна bipush <i> для соответствующего значения <i>, за исключением того, что операнд <i> неявный.

Деление int

idiv = 108 (0x6c)

..., value1, value2 →

..., result

И value1, и value2 должны быть типа int. Значения извлекаются из стека операндов. Результат result — это значение выражения языка программирования Java value1 / value2 (JLS §15.17.2). Результат result помещается на стек операндов.

Деление округляется до ближайшего целого; то есть, частное, полученное для целочисленных значений n/d, является целым значением q, модуль которого максимально возможен и удовлетворяет условию |d ⋅ q| ≤ |n|. Более того, q положительно, когда |n| ≥ |d| и n и d имеют одинаковый знак, но q отрицательно, когда |n| ≥ |d| и n и d имеют разные знаки.

Есть один особый случай, который не удовлетворяет этому правилу: если делимое — это отрицательное целое число с наибольшим возможным значением для типа int, а делитель — -1, то происходит переполнение, и результат равен делимому. Несмотря на переполнение, исключение в этом случае не генерируется.

Если значение делителя в целочисленном делении 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. Оба извлекаются из стека операндов и сравниваются. Результаты сравнения следующие:

Если сравнение успешно, беззнаковые branchbyte1 и branchbyte2 используются для построения 16-разрядного смещения со знаком, где смещение вычисляется как (branchbyte1 << 8) | branchbyte2. Выполнение затем продолжается по этому смещению от адреса инструкции-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 успешно, 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. Оба извлекаются из стека операндов и сравниваются. Все сравнения со знаком. Результаты сравнения следующие:

Если сравнение успешно, беззнаковые branchbyte1 и branchbyte2 используются для построения 16-разрядного смещения со знаком, где смещение вычисляется как (branchbyte1 << 8) | branchbyte2. Выполнение затем продолжается по этому смещению от адреса инструкции-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>.