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JVM指令集JVM指令集

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操作数栈（operand stack）相关

本地变量表（local variable table）到操作数栈（operand stack）

指令 说明
iload 将指定的int型本地变量推送至栈顶
iload_x 将第x个int型本地变量推送至栈顶，x范围：[0, 3]
lload 将指定的long型本地变量推送至栈顶
lload_x 将第x个long型本地变量推送至栈顶，x范围：[0, 3]
fload 将指定的float型本地变量推送至栈顶
fload_x 将第x个flaot型本地变量推送至栈顶，x范围：[0, 3]
dload 将指定的double型本地变量推送至栈顶
dload_x 将第x个double型本地变量推送至栈顶，x范围：[0, 3]
aload 将指定的引用类型本地变量推送至栈顶
aload_x 将第x个引用类型本地变量推送至栈顶，x范围：[0, 3]

可以看到：i开头的指令操作数类型是integer类型，l开头的指令操作数类型是long类型，f开头的指令操作数类型是float类型，d开头的指令操作数类型是double，a开头的指令操作数类型是引用类型（reference）。

操作数栈（operand stack）到本地变量表（local variable table）

指令 说明
istore 将栈顶int型数值存入指定本地变量
istore_x 将栈顶int型数值存入第x个本地变量，x范围：[0, 3]
lstore 将栈顶long型数值存入指定本地变量
lstore_x 将栈顶long型数值存入第x个本地变量，x范围：[0, 3]
fstore 将栈顶float型数值存入指定本地变量
fstore_x 将栈顶float型数值存入第x个本地变量，x范围：[0, 3]
dstore 将栈顶double型数值存入指定本地变量
dstore_x 将栈顶double型数值存入第x个本地变量，x范围：[0, 3]
astore 将栈顶引用类型存入指定本地变量
astore_x 将栈顶引用类型存入第x个本地变量，x范围：[0, 3]

常数（constant）到操作数栈（operand stack）

指令 说明
bipush 将单字节的常量值(-128~127)推送至栈顶
sipush 将一个短整型常量值(-32768~32767)推送至栈顶
ldc 将int, float或String型常量值从常量池中推送至栈顶
ldc_w 将int, float或String型常量值从常量池中推送至栈顶（宽索引）
aconst_null 将null推送至栈顶
iconst_m1 将int型-1推送至栈顶
iconst_x 将int型x推送至栈顶，x范围：[0, 5]
lconst_x 将long型x推送至栈顶，x范围：[0, 1]
fconst_x 将float型x推送至栈顶，x范围：[0, 1]
dconst_x 将double型x推送至栈顶，x范围：[0, 1]

将数组指定索引的数组推送至操作数栈（operand stack）

指令 说明
iaload 将int型数组指定索引的值推送至栈顶
laload 将long型数组指定索引的值推送至栈顶
faload 将float型数组指定索引的值推送至栈顶
daload 将double型数组指定索引的值推送至栈顶
aaload 将引用型数组指定索引的值推送至栈顶
baload 将boolean或byte型数组指定索引的值推送至栈顶
caload 将char型数组指定索引的值推送至栈顶
saload 将short型数组指定索引的值推送至栈顶

将操作数栈数存储到数组指定索引

指令 说明
iastore 将栈顶int型数值存入指定数组的指定索引位置
lastore 将栈顶long型数值存入指定数组的指定索引位置
fastore 将栈顶float型数值存入指定数组的指定索引位置
dastore 将栈顶double型数值存入指定数组的指定索引位置
aastore 将栈顶引用型数值存入指定数组的指定索引位置
bastore 将栈顶boolean或byte型数值存入指定数组的指定索引位置
castore 将栈顶char型数值存入指定数组的指定索引位置
sastore 将栈顶short型数值存入指定数组的指定索引位置

操作数栈其他相关

指令 说明
pop 将栈顶数值弹出 (数值不能是long或double类型的)
pop2 将栈顶的一个（long或double类型的)或两个数值弹出（其它）
dup 复制栈顶数值并将复制值压入栈顶
dup_x1 复制栈顶数值并将两个复制值压入栈顶
dup_x2 复制栈顶数值并将三个（或两个）复制值压入栈顶
dup2 复制栈顶一个（long或double类型的)或两个（其它）数值并将复制值压入栈顶
dup2_x1 复制栈顶2个数值，并压入栈顶2次
dup2_x2 复制栈顶2个数值，并压入栈顶3次
swap 将栈最顶端的两个数值互换(数值不能是long或double类型的)

运算相关

功能 指令
加 iadd,ladd,fadd,dadd
减 is,ls,fs,ds
乘 imul,lmul,fmul,dmul
除 idiv,ldiv,fdiv,ddiv
余数 irem,lrem,frem,drem
取负 ineg,lneg,fneg,dneg
移位 ishl,lshr,iushr,lshl,lshr,lushr
按位或 ior,lor
按位与 iand,land
按位异或 ixor,lxor
类型转换 i2l,i2f,i2d,l2f,l2d,f2d(放宽数值转换)；i2b,i2c,i2s,l2i,f2i,f2l,d2i,d2l,d2f(缩窄数值转换)

条件转移

功能 指令
有条件转移 ifeq,iflt,ifle,ifne,ifgt,ifge,ifnull,ifnonnull,if_icmpeq,if_icmpene, if_icmplt,if_icmpgt,if_icmple,if_icmpge,if_acmpeq,if_acmpne,lcmp,fcmpl,fcmpg,dcmpl,dcmpg
复合条件转移 tableswitch,lookupswitch
无条件转移 goto,goto_w,jsr,jsr_w,ret

类和数组

功能 指令
创建类 new
创建新数组 newarray,anewarray,multianwarray
访问类的域和类实例域 getfield,putfield,getstatic,putstatic
获取数组长度 arraylength
检相类实例或数组属性 instanceof,checkcast

其他指令

功能 指令
调度对象的实便方法 invokevirtual
调用由接口实现的方法 invokeinterface
调用需要特殊处理的实例方法 invokespecial
调用命名类中的静态方法 invokestatic
方法返回 ireturn,lreturn,freturn,dreturn,areturn,return
异常 athrow
finally关键字的实现使用 jsr,jsr_w,ret
synchronized锁 monitorenter,monitorexit

全部指令集

指令码 助记符 说明
0×00 nop 什么都不做
0×01 aconst_null 将null推送至栈顶
0×02 iconst_m1 将int型-1推送至栈顶
0×03 iconst_0 将int型0推送至栈顶
0×04 iconst_1 将int型1推送至栈顶
0×05 iconst_2 将int型2推送至栈顶
0×06 iconst_3 将int型3推送至栈顶
0×07 iconst_4 将int型4推送至栈顶
0×08 iconst_5 将int型5推送至栈顶
0×09 lconst_0 将long型0推送至栈顶
0x0a lconst_1 将long型1推送至栈顶
0x0b fconst_0 将float型0推送至栈顶
0x0c fconst_1 将float型1推送至栈顶
0x0d fconst_2 将float型2推送至栈顶
0x0e dconst_0 将double型0推送至栈顶
0x0f dconst_1 将double型1推送至栈顶
0×10 bipush 将单字节的常量值(-128~127)推送至栈顶
0×11 sipush 将一个短整型常量值(-32768~32767)推送至栈顶
0×12 ldc 将int, float或String型常量值从常量池中推送至栈顶
0×13 ldc_w 将int, float或String型常量值从常量池中推送至栈顶（宽索引）
0×14 ldc2_w 将long或double型常量值从常量池中推送至栈顶（宽索引）
0×15 iload 将指定的int型本地变量推送至栈顶
0×16 lload 将指定的long型本地变量推送至栈顶
0×17 fload 将指定的float型本地变量推送至栈顶
0×18 dload 将指定的double型本地变量推送至栈顶
0×19 aload 将指定的引用类型本地变量推送至栈顶
0x1a iload_0 将第0个int型本地变量推送至栈顶
0x1b iload_1 将第1个int型本地变量推送至栈顶
0x1c iload_2 将第2个int型本地变量推送至栈顶
0x1d iload_3 将第3个int型本地变量推送至栈顶
0x1e lload_0 将第0个long型本地变量推送至栈顶
0x1f lload_1 将第1个long型本地变量推送至栈顶
0×20 lload_2 将第2个long型本地变量推送至栈顶
0×21 lload_3 将第3个long型本地变量推送至栈顶
0×22 fload_0 将第0个float型本地变量推送至栈顶
0×23 fload_1 将第1个float型本地变量推送至栈顶
0×24 fload_2 将第2个float型本地变量推送至栈顶
0×25 fload_3 将第3个float型本地变量推送至栈顶
0×26 dload_0 将第0个double型本地变量推送至栈顶
0×27 dload_1 将第1个double型本地变量推送至栈顶
0×28 dload_2 将第2个double型本地变量推送至栈顶
0×29 dload_3 将第3个double型本地变量推送至栈顶
0x2a aload_0 将第0个引用类型本地变量推送至栈顶
0x2b aload_1 将第1个引用类型本地变量推送至栈顶
0x2c aload_2 将第2个引用类型本地变量推送至栈顶
0x2d aload_3 将第3个引用类型本地变量推送至栈顶
0x2e iaload 将int型数组指定索引的值推送至栈顶
0x2f laload 将long型数组指定索引的值推送至栈顶
0×30 faload 将float型数组指定索引的值推送至栈顶
0×31 daload 将double型数组指定索引的值推送至栈顶
0×32 aaload 将引用型数组指定索引的值推送至栈顶
0×33 baload 将boolean或byte型数组指定索引的值推送至栈顶
0×34 caload 将char型数组指定索引的值推送至栈顶
0×35 saload 将short型数组指定索引的值推送至栈顶
0×36 istore 将栈顶int型数值存入指定本地变量
0×37 lstore 将栈顶long型数值存入指定本地变量
0×38 fstore 将栈顶float型数值存入指定本地变量
0×39 dstore 将栈顶double型数值存入指定本地变量
0x3a astore 将栈顶引用型数值存入指定本地变量
0x3b istore_0 将栈顶int型数值存入第0个本地变量
0x3c istore_1 将栈顶int型数值存入第1个本地变量
0x3d istore_2 将栈顶int型数值存入第2个本地变量
0x3e istore_3 将栈顶int型数值存入第3个本地变量
0x3f lstore_0 将栈顶long型数值存入第0个本地变量
0×40 lstore_1 将栈顶long型数值存入第1个本地变量
0×41 lstore_2 将栈顶long型数值存入第2个本地变量
0×42 lstore_3 将栈顶long型数值存入第3个本地变量
0×43 fstore_0 将栈顶float型数值存入第0个本地变量
0×44 fstore_1 将栈顶float型数值存入第1个本地变量
0×45 fstore_2 将栈顶float型数值存入第2个本地变量
0×46 fstore_3 将栈顶float型数值存入第3个本地变量
0×47 dstore_0 将栈顶double型数值存入第0个本地变量
0×48 dstore_1 将栈顶double型数值存入第1个本地变量
0×49 dstore_2 将栈顶double型数值存入第2个本地变量
0x4a dstore_3 将栈顶double型数值存入第3个本地变量
0x4b astore_0 将栈顶引用型数值存入第0个本地变量
0x4c astore_1 将栈顶引用型数值存入第1个本地变量
0x4d astore_2 将栈顶引用型数值存入第2个本地变量
0x4e astore_3 将栈顶引用型数值存入第3个本地变量
0x4f iastore 将栈顶int型数值存入指定数组的指定索引位置
0×50 lastore 将栈顶long型数值存入指定数组的指定索引位置
0×51 fastore 将栈顶float型数值存入指定数组的指定索引位置
0×52 dastore 将栈顶double型数值存入指定数组的指定索引位置
0×53 aastore 将栈顶引用型数值存入指定数组的指定索引位置
0×54 bastore 将栈顶boolean或byte型数值存入指定数组的指定索引位置
0×55 castore 将栈顶char型数值存入指定数组的指定索引位置
0×56 sastore 将栈顶short型数值存入指定数组的指定索引位置
0×57 pop 将栈顶数值弹出 (数值不能是long或double类型的)
0×58 pop2 将栈顶的一个（long或double类型的)或两个数值弹出（其它）
0×59 dup 复制栈顶数值并将复制值压入栈顶
0x5a dup_x1 复制栈顶数值并将两个复制值压入栈顶
0x5b dup_x2 复制栈顶数值并将三个（或两个）复制值压入栈顶
0x5c dup2 复制栈顶一个（long或double类型的)或两个（其它）数值并将复制值压入栈顶
0x5d dup2_x1 复制栈顶2个数值，并压入栈顶2次
0x5e dup2_x2 复制栈顶2个数值，并压入栈顶3次
0x5f swap 将栈最顶端的两个数值互换(数值不能是long或double类型的)
0×60 iadd 将栈顶两int型数值相加并将结果压入栈顶
0×61 ladd 将栈顶两long型数值相加并将结果压入栈顶
0×62 fadd 将栈顶两float型数值相加并将结果压入栈顶
0×63 dadd 将栈顶两double型数值相加并将结果压入栈顶
0×64 isub 将栈顶两int型数值相减并将结果压入栈顶
0×65 lsub 将栈顶两long型数值相减并将结果压入栈顶
0×66 fsub 将栈顶两float型数值相减并将结果压入栈顶
0×67 dsub 将栈顶两double型数值相减并将结果压入栈顶
0×68 imul 将栈顶两int型数值相乘并将结果压入栈顶
0×69 lmul 将栈顶两long型数值相乘并将结果压入栈顶
0x6a fmul 将栈顶两float型数值相乘并将结果压入栈顶
0x6b dmul 将栈顶两double型数值相乘并将结果压入栈顶
0x6c idiv 将栈顶两int型数值相除并将结果压入栈顶
0x6d ldiv 将栈顶两long型数值相除并将结果压入栈顶
0x6e fdiv 将栈顶两float型数值相除并将结果压入栈顶
0x6f ddiv 将栈顶两double型数值相除并将结果压入栈顶
0×70 irem 将栈顶两int型数值作取模运算并将结果压入栈顶
0×71 lrem 将栈顶两long型数值作取模运算并将结果压入栈顶
0×72 frem 将栈顶两float型数值作取模运算并将结果压入栈顶
0×73 drem 将栈顶两double型数值作取模运算并将结果压入栈顶
0×74 ineg 将栈顶int型数值取负并将结果压入栈顶
0×75 lneg 将栈顶long型数值取负并将结果压入栈顶
0×76 fneg 将栈顶float型数值取负并将结果压入栈顶
0×77 dneg 将栈顶double型数值取负并将结果压入栈顶
0×78 ishl 将int型数值左移位指定位数并将结果压入栈顶
0×79 lshl 将long型数值左移位指定位数并将结果压入栈顶
0x7a ishr 将int型数值右（符号）移位指定位数并将结果压入栈顶
0x7b lshr 将long型数值右（符号）移位指定位数并将结果压入栈顶
0x7c iushr 将int型数值右（无符号）移位指定位数并将结果压入栈顶
0x7d lushr 将long型数值右（无符号）移位指定位数并将结果压入栈顶
0x7e iand 将栈顶两int型数值作“按位与”并将结果压入栈顶
0x7f land 将栈顶两long型数值作“按位与”并将结果压入栈顶
0×80 ior 将栈顶两int型数值作“按位或”并将结果压入栈顶
0×81 lor 将栈顶两long型数值作“按位或”并将结果压入栈顶
0×82 ixor 将栈顶两int型数值作“按位异或”并将结果压入栈顶
0×83 lxor 将栈顶两long型数值作“按位异或”并将结果压入栈顶
0×84 iinc 将指定int型变量增加指定值，可以有两个变量，分别表示index, const，index指第index个int型本地变量，const增加的值
0×85 i2l 将栈顶int型数值强制转换成long型数值并将结果压入栈顶
0×86 i2f 将栈顶int型数值强制转换成float型数值并将结果压入栈顶
0×87 i2d 将栈顶int型数值强制转换成double型数值并将结果压入栈顶
0×88 l2i 将栈顶long型数值强制转换成int型数值并将结果压入栈顶
0×89 l2f 将栈顶long型数值强制转换成float型数值并将结果压入栈顶
0x8a l2d 将栈顶long型数值强制转换成double型数值并将结果压入栈顶
0x8b f2i 将栈顶float型数值强制转换成int型数值并将结果压入栈顶
0x8c f2l 将栈顶float型数值强制转换成long型数值并将结果压入栈顶
0x8d f2d 将栈顶float型数值强制转换成double型数值并将结果压入栈顶
0x8e d2i 将栈顶double型数值强制转换成int型数值并将结果压入栈顶
0x8f d2l 将栈顶double型数值强制转换成long型数值并将结果压入栈顶
0×90 d2f 将栈顶double型数值强制转换成float型数值并将结果压入栈顶
0×91 i2b 将栈顶int型数值强制转换成byte型数值并将结果压入栈顶
0×92 i2c 将栈顶int型数值强制转换成char型数值并将结果压入栈顶
0×93 i2s 将栈顶int型数值强制转换成short型数值并将结果压入栈顶
0×94 lcmp 比较栈顶两long型数值大小，并将结果（1，0，-1）压入栈顶
0×95 fcmpl 比较栈顶两float型数值大小，并将结果（1，0，-1）压入栈顶；当其中一个数值为NaN时，将-1压入栈顶
0×96 fcmpg 比较栈顶两float型数值大小，并将结果（1，0，-1）压入栈顶；当其中一个数值为NaN时，将1压入栈顶
0×97 dcmpl 比较栈顶两double型数值大小，并将结果（1，0，-1）压入栈顶；当其中一个数值为NaN时，将-1压入栈顶
0×98 dcmpg 比较栈顶两double型数值大小，并将结果（1，0，-1）压入栈顶；当其中一个数值为NaN时，将1压入栈顶
0×99 ifeq 当栈顶int型数值等于0时跳转
0x9a ifne 当栈顶int型数值不等于0时跳转
0x9b iflt 当栈顶int型数值小于0时跳转
0x9c ifge 当栈顶int型数值大于等于0时跳转
0x9d ifgt 当栈顶int型数值大于0时跳转
0x9e ifle 当栈顶int型数值小于等于0时跳转
0x9f if_icmpeq 比较栈顶两int型数值大小，当结果等于0时跳转
0xa0 if_icmpne 比较栈顶两int型数值大小，当结果不等于0时跳转
0xa1 if_icmplt 比较栈顶两int型数值大小，当结果小于0时跳转
0xa2 if_icmpge 比较栈顶两int型数值大小，当结果大于等于0时跳转
0xa3 if_icmpgt 比较栈顶两int型数值大小，当结果大于0时跳转
0xa4 if_icmple 比较栈顶两int型数值大小，当结果小于等于0时跳转
0xa5 if_acmpeq 比较栈顶两引用型数值，当结果相等时跳转
0xa6 if_acmpne 比较栈顶两引用型数值，当结果不相等时跳转
0xa7 goto 无条件跳转
0xa8 jsr 跳转至指定16位offset位置，并将jsr下一条指令地址压入栈顶
0xa9 ret 返回至本地变量指定的index的指令位置（一般与jsr, jsr_w联合使用）
0xaa tableswitch 用于switch条件跳转，case值连续（可变长度指令）
0xab lookupswitch 用于switch条件跳转，case值不连续（可变长度指令）
0xac ireturn 从当前方法返回int
0xad lreturn 从当前方法返回long
0xae freturn 从当前方法返回float
0xaf dreturn 从当前方法返回double
0xb0 areturn 从当前方法返回对象引用
0xb1 return 从当前方法返回void
0xb2 getstatic 获取指定类的静态域，并将其值压入栈顶
0xb3 putstatic 为指定的类的静态域赋值
0xb4 getfield 获取指定类的实例域，并将其值压入栈顶
0xb5 putfield 为指定的类的实例域赋值
0xb6 invokevirtual 调用实例方法
0xb7 invokespecial 调用超类构造方法，实例初始化方法，私有方法
0xb8 invokestatic 调用静态方法
0xb9 invokeinterface 调用接口方法
0xba –
0xbb new 创建一个对象，并将其引用值压入栈顶
0xbc newarray 创建一个指定原始类型（如int, float, char…）的数组，并将其引用值压入栈顶
0xbd anewarray 创建一个引用型（如类，接口，数组）的数组，并将其引用值压入栈顶
0xbe arraylength 获得数组的长度值并压入栈顶
0xbf athrow 将栈顶的异常抛出
0xc0 checkcast 检验类型转换，检验未通过将抛出ClassCastException
0xc1 instanceof 检验对象是否是指定的类的实例，如果是将1压入栈顶，否则将0压入栈顶
0xc2 monitorenter 获得对象的锁，用于同步方法或同步块
0xc3 monitorexit 释放对象的锁，用于同步方法或同步块
0xc4 wide 当本地变量的索引超过255时使用该指令扩展索引宽度。
0xc5 multianewarray create a new array of dimensions dimensions with elements of type identified by class reference in constant pool index (indexbyte1 << 8 + indexbyte2); the sizes of each dimension is identified by count1, [count2, etc.]
0xc6 ifnull if value is null, branch to instruction at branchoffset (signed short constructed from unsigned bytes branchbyte1 << 8 + branchbyte2)
0xc7 ifnonnull if value is not null, branch to instruction at branchoffset (signed short constructed from unsigned bytes branchbyte1 << 8 + branchbyte2)
0xc8 goto_w goes to another instruction at branchoffset (signed int constructed from unsigned bytes branchbyte1 << 24 + branchbyte2 << 16 + branchbyte3 << 8 + branchbyte4)
0xc9 jsr_w jump to subroutine at branchoffset (signed int constructed from unsigned bytes branchbyte1 << 24 + branchbyte2 << 16 + branchbyte3 << 8 + branchbyte4) and place the return address on the stack
0xca breakpoint reserved for breakpoints in Java debuggers; should not appear in any class file
0xcb-0xfd 未命名 these values are currently unassigned for opcodes and are reserved for future use
0xfe impdep1 reserved for implementation-dependent operations within debuggers; should not appear in any class file
0xff impdep2 reserved for implementation-dependent operations within debuggers; should not appear in any class file

总结

  1. JVM指令主要分为：本地变量表到操作数栈类指令、操作数栈到本地变量表类指令、常数到操作数栈类指令、将数组指定索引的数组推送至操作数栈类指令、将操作数栈数存储到数组指定索引类指令、操作数栈其他相关类指令、运算相关类指令、条件转移类指令、类和数组类指令和其他指令。
  2. i开头的指令操作数类型是integer类型，l开头的指令操作数类型是long类型，f开头的指令操作数类型是float类型，d开头的指令操作数类型是double，a开头的指令操作数类型是引用类型（reference）。
  3. load类指令将数据从本地变量表加载到操作数栈，store类指令将数据从操作数栈存储到本地变量表中。其他的指令主要用于操作数栈。

参考资料

《深入理解Java虚拟机——JVM高级特性与最佳实践》－周志明
The Java Virtual Machine Specification

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