ASM指南翻译-8

?3方法

图3.1 一个包含3个帧的执行栈

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图3.1展示了一个简单执行栈，包含3个帧。第一个帧包含3个局部变量，操作数栈大小为4，包含2个值。第二个帧包含2个局部变量，操作数栈中包含2个值。第三个帧位于执行栈的栈顶，包含4个局部变量和2个操作数。

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当帧被创建的时候，操作数栈初始化为空，局部变量包含当前对象的引用this（非静态方法）以及方法的参数。例如a.equals(b)会创建一个帧，它包含一个空的操作数栈，第一个和第二个局部变量为a和b（其它的局部变量未被初始化）。

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局部变量区和操作数栈区的每一个插槽（图3.1中的方框）都能存储java中的任何值，除了long型和double型的值。因为long和double值需要2个插槽，这增加了局部变量管理的复杂性：例如ith 方法的参数就没必要保存在局部变量i中（有疑问）。Math.max(1L,2L)会创建一个帧，第一个局部变量值为1L，占用前两个插槽，第二个局部变量值为2L，占据第三个和第四个插槽。

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3.1.2字节码指令

一个字节码指令由一个指示指令的操作码和固定数量的参数：

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opcode是一个无符号字节数值 字节码的名称是由助记符表示。例如，操作码0的助记符为NOP，其对应的指令不做任何事情。参数都是静态的值，定义了精确的指令行为。它们放置在操作码之后。例如，GOTO标签指令，它的操作码是167，需要一个参数label，这个label指定了下一条将被执行的指令。在这里不要将指令参数和指令操作数混淆：这里的参数是静态已知的并且被保存在编译后的代码中，而操作数的值来自操作数栈，它们在运行时才可知。

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字节码指令可以划分为两类：将局部变量的值传递到操作数栈的一小部分指令集，另外一部分指令在操作数栈上进行操作：它们取得栈顶上的一些数据，进行计算，获得结果，然后将结果放回栈顶。

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ILOAD,LLOAD,FLOAD,DLOAD和ALOAD指令读取一个局部变量的值，然后将它放置到操作数栈，这些指令的参数就是需要读取的局部变量的索引值i。ILOAD被用来加载一个boolean，char，short以及int局部变量。LLOAD，FLOAD和DLOAD用来加载long,float或者double值，注意LLOAD和DLOAD实际加载了i和i+1插槽上的值。最后，ALOAD是用来加载那些非基本类型的值，如对象和数组引用。相对地，ISTORE,LSTORE,FSTORE,DSTORE和ASTORE指令是用来从操作数栈取得相应的数据然后保存会局部变量，它们的参数也是索引值i。

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如你前面所见，XLOAD和XSTORE指令是区分类型的（事实上，包括你即将在下面看到的，几乎所有的指令都是区分类型的）。这样做主要是为了确保不进行非法的类型转换。当然，以不同的类型从局部变量中加载一个值也是合法的。例如，ISTORE 1 ALOAD 1这样的序列是合法的。当然，允许保存一个任意的内存地址到一个索引为1局部变量中，然后转换这个地址为一个对象引用。能够以不同于当前存储在局部变量中的类型来保存到另一个变量中，这样做是很完美的。这意味着一个局部变量的类型，或者存储在这个局部变量中值的类型，可以在方法的执行过程中改变。

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如上面所说，其它的指令都是仅针对操作数栈进行操作的。它们可以分为以下几类（参看附录A.1）:

Stack这些指令是用来操作栈中的数据：POP弹出栈顶的数据，DUP复制栈顶的数据然后放回栈顶，SWAP交换位于栈顶上的两个数据。

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Constants这些指令用来将一个常量值放置到操作数栈：ACONST_NULL放置null值到栈顶，ICONST_0放置int类型的0到栈顶，FCONST_0放置float类型的0值到栈顶，DCONST_0放置double类型的0值，BIPUSH b放置字节值b到栈顶，SIPUSH s放置short类型的值s到栈顶。LDC cst放置int，float，long，double，String或者class类型的常量cst到栈顶。

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算术和逻辑操作 这些指令从操作数栈弹出数值进行计算，然后将结果放回栈顶。它们没有任何参数。XADD,xSUB，Xmul，xDIV，和xREM与算术操作符+,-,*,/和%对应，这里的x为I,L,F或者D。同样地，这里还包含其它的指令，如<<,>>,|,&,^等针对int和long值的指令。

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Casts 这些指令从栈弹出一个数据，然后将其转换为另外一个类型，然后返回栈顶。它们与java中的类型转换对应。I2F,F2D,L2D等，将数值从一种类型转换为另外一种类型。CHECKCAST t转换一个引用值类型为t。

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Objects这些指令是用来创建对象，以及锁定对象，测试它们的类型等。例如，NEW type指令创建一个新对象，然后放回栈（type表示内部名称）。

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Fields这些指令用来读取或者写入字段的值。GETFIELD owner name desc弹出一个对象的引用，然后将该对象字段名称为name的值放置到栈中。PUTFIELDowner name desc从栈中弹出一个值和一个对象引用，然后将这个值保存到这个对象的name字段中。在这两种情形中，对象必须是owner类型，它的字段必须是desc描述的类型。GETSTATIC和PUTSTATIC指令与上面指令类型，只是它们用作静态字段。

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Methods这些指令用来调用方法或者构造方法。它们从栈顶弹出方法的参数，以及目标对象，然后将方法执行结果放回栈顶。INVOKEVIRTUAL owner name desc调用类型为owner 方法名为name，并且方法描述符为desc的方法。INVOKESTATIC用来调用静态方法。INVOKESPECIAL用来调用私有方法和构造方法。INVOKEINTERFACE用来调用定义在接口中的方法。

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Arrays这些指令用来读取和写入数组中的值。xALOAD指令从栈上弹出一个索引值和一个数组，然后将索引值所对应的数组元素放回栈。xSTORE指令从站上弹出一个值，一个索引以及一个数组，然后将值保存到索引对应的数组元素中。这里的x可以是I,L,F,D或者A，也可以是B,C或者S。

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Jumps这些指令在某些条件为真或者为假的时候，跳转到任意一条指令。它们是用来编译if,for,do,while,break和continue等指令的。例如，IFEQ label 从栈上弹出一个int值，如果这个值为0，就跳转到label表示的指令（否则执行流程将按正常流程执行下一条指令）。这里还有其它的一些跳转指令，如IFNE,或者IFGE等。最后，TABLESWITCH和LOOKUPSWITCH指令与java中的switch对应。

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Return? xRETURN和RETURN指令是用来终止一个方法的执行，并将结果返回给调用者。RETURN针对无返回值的方法，而xRETURN针对其它有返回值的方法。

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