JVM大作业5——指令集

JVM的每一个线程都有一个虚拟机栈，方法调用时，JVM会在虚拟机栈内为该方法创建一个栈帧。

一条线程，只有正在执行的方法对应的栈帧时可活动的，这个栈帧被称为当前栈帧，当前栈帧对应的方法被称为当前方法，当前方法对应的类被称为当前类

任何对于局部变量表和操作数栈的操作，都是对当前栈帧的局部变量表和操作数栈的操作

方法开始时，栈帧入栈。方法结束时，栈帧出栈，栈帧把自己的执行结果传给前一个栈帧。

！！局部变量表中：long和double占2个位置(低32位先入，后32位后入)，其他的都占一个位置。

！！操作数栈：long和double占2个位置(低32位占据index，高32位占据index+1)，其他都占一个位置

操作数栈：有许多指令可以从操作数栈取出数据，操作数据，然后把操作结果重新入栈。

以下为代码实现

JTread类代表线程，StackFrame代表线程栈(虚拟机栈),ThreadStack为栈帧，Vars为局部变量表，OperandStack为操作数栈

以下探讨操作数栈中的double和long的存储

public void pushLong(long value) {//todo 向操作数栈中push一个long
        int low32=(int)(value&0x00000000FFFFFFFF);
        int high32=(int)(value>>32)&0x00000000FFFFFFFF;
        if (top >= maxStackSize) throw new StackOverflowError();
        slots[top].setValue(low32);
        top++;
        if (top >= maxStackSize) throw new StackOverflowError();
        slots[top].setValue(high32);
        top++;
    }

    public long popLong() {//todo 从操作数栈顶pop一个long

        top--;
        if (top < 0) throw new EmptyStackException();
        int high=slots[top].getValue();
        slots[top] = new Slot();
        top--;
        if (top < 0) throw new EmptyStackException();
        int low=slots[top].getValue();
        slots[top] = new Slot();
        long result=((long)high<<32)|low;
        return result;
    }

    public void pushDouble(double value) {//todo
        long longvalue=Double.doubleToLongBits(value);
        int low32=(int)longvalue&0x00000000FFFFFFFF;
        int high32=(int)(longvalue>>32)&0x00000000FFFFFFFF;
        if (top >= maxStackSize) throw new StackOverflowError();
        slots[top].setValue(low32);
        top++;
        if (top >= maxStackSize) throw new StackOverflowError();
        slots[top].setValue(high32);
        top++;
    }

    public double popDouble() {//todo 从操作数栈顶pop一个double
        top--;
        if (top < 0) throw new EmptyStackException();
        int high=slots[top].getValue();
        slots[top]=new Slot();
        top--;
        if (top < 0) throw new EmptyStackException();
        int low=slots[top].getValue();
        slots[top] = new Slot();
        long resultLong=((long)high<<32)|low;
        return Double.longBitsToDouble(resultLong);
    }

以下为vars中存储long和double的操作

 public void setLong(int index, long value) {
        if (index < 0 || index >= maxSize) throw new IndexOutOfBoundsException();
        int low=(int)(value&0x00000000FFFFFFFF);
        int high=(int)((value>>32)&0x00000000FFFFFFFF);
        varSlots[index].setValue(low);
        varSlots[index+1].setValue(high);
    }

    /**
     * TODO：从局部变量表读取一个long类型变量
     * @param index 变量的起始下标
     * @return 变量的值
     */
    public long getLong(int index){
        if (index < 0 || index + 1 >= maxSize) throw new IndexOutOfBoundsException();
        int low=varSlots[index].getValue();
        int high=varSlots[index+1].getValue();
        long result=((long)high<<32)|low;
        return result;
    }

    public void setDouble(int index, double value) {
        if (index < 0 || index + 1 >= maxSize) throw new IndexOutOfBoundsException();
        long longvalue=Double.doubleToLongBits(value);
        int low32=(int)longvalue&0x00000000FFFFFFFF;
        int high32=(int)(longvalue>>32)&0x00000000FFFFFFFF;
        varSlots[index].setValue(low32);
        varSlots[index+1].setValue(high32);
    }

    public double getDouble(int index) {
        if (index < 0 || index + 1 >= maxSize) throw new IndexOutOfBoundsException();
        int low=varSlots[index].getValue();
        int high=varSlots[index+1].getValue();
        long resultLong=((long)high<<32)|low;
        return Double.longBitsToDouble(resultLong);
    }

DLOAD指令集

public class DLOAD extends Index8Instruction {
    @Override
    public void execute(StackFrame frame) {
        System.out.println("执行了DLOAD的execute");
        OperandStack stack=frame.getOperandStack();
        Vars vars=frame.getLocalVars();
        //一个double拆成两个int存在局部变量表中
        int value1=vars.getInt(index);
        int value2=vars.getInt(index+1);
        long resultLong=((long)value2)<<32|value1;
        double result=Double.longBitsToDouble(resultLong);
        stack.pushDouble(result);
    }
}

！！位运算要注意通过类型转换来扩充或减小位数