第21篇-加载与存储指令之iload、_fast

iload会将int类型的本地变量推送至栈顶。模板定义如下：

def(Bytecodes::_iload , ubcp|____|clvm|____, vtos, itos, iload ,  _ );

iload指令的格式如下：

iload index

index是一个无符号byte类型整数，指向局部变量表的索引值。

生成函数为TemplateTable::iload()，反编译后的汇编代码如下：

// 将%ebx指向下一条字节码指令的首地址

0x00007fffe1028d30: movzbl 0x2(%r13),%ebx

// $0x15为_iload指令的操作码值

0x00007fffe1028d35: cmp    $0x15,%ebx

// 当下一条指令为iload时，直接跳转到done

0x00007fffe1028d38: je     0x00007fffe1028deb // done

// 0xdf为_fast_iload指令的操作码值

0x00007fffe1028d3e: cmp    $0xdf,%ebx

// 将_fast_iload2指令移动到%ecx

0x00007fffe1028d44: mov    $0xe0,%ecx

0x00007fffe1028d49: je     0x00007fffe1028d5a // rewrite

// 0x34为_caload指令的操作码

// _caload指令表示从数组中加载一个char类型数据到操作数栈

0x00007fffe1028d4b: cmp    $0x34,%ebx

// 将_fast_icaload移动到%ecx中

0x00007fffe1028d4e: mov    $0xe1,%ecx

0x00007fffe1028d53: je     0x00007fffe1028d5a // rewrite

// 将_fast_iload移动到%ecx中

0x00007fffe1028d55: mov    $0xdf,%ecx

// -- rewrite --

// 调用patch_bytecode()函数

// 重写为fast版本，因为%cl中存储的是字节码的fast版本，%ecx的8位叫%cl

0x00007fffe1028de7: mov    %cl,0x0(%r13)

// -- done --

// 获取字节码指令的操作数，这个操作数为本地变量表的索引

0x00007fffe1028deb: movzbl 0x1(%r13),%ebx

0x00007fffe1028df0: neg    %rbx

// 通过本地变量表索引从本地变量表中加载值到%eax中，

// %eax中存储的就是栈顶缓存值，所以不需要压入栈内

0x00007fffe1028df3: mov    (%r14,%rbx,8),%eax

执行的逻辑如下：

假设现在有个方法的字节码指令流为连接3个iload指令，这3个iload指令前后都为非iload指令。那么重写的过程如下：

汇编代码在第一次执行时，如果判断最后一个_iload之后是非_iload指令，则会重写最后一个_iload指令为_fast_iload；第二次执行时，当第2个字节码指令为_iload，而之后接着判断为_fast_iload时，会更新第2个_iload为_fast_iload2。

执行_fast_iload和执行_fast_iload2都可以提高程序执行的效率，_fast_icaload指令也一样，下面详细介绍一下这几个指令。

1、_fast_iload指令

_fast_iload会将int类型的本地变量推送至栈顶。模板定义如下：

def(Bytecodes::_fast_iload , ubcp|____|____|____, vtos, itos, fast_iload , _ );

生成函数为TemplateTable::fast_iload() ，汇编代码如下：

0x00007fffe1023f90: movzbl 0x1(%r13),%ebx

0x00007fffe1023f95: neg    %rbx

0x00007fffe1023f98: mov    (%r14,%rbx,8),%eax

汇编代码很简单，这里不再过多说。

执行_fast_iload指令与执行_iload指令相比，不用再进行之前汇编介绍的那么多判断，也没有重写的逻辑，所以会提高执行效率。

2、_fast_iload2指令

_fast_iload2会将int类型的本地变量推送至栈顶。模板定义如下：

def(Bytecodes::_fast_iload2 , ubcp|____|____|____, vtos, itos, fast_iload2 , _ );

生成函数为TemplateTable::fast_iload2() ，汇编代码如下：

0x00007fffe1024010: movzbl  0x1(%r13),%ebx

0x00007fffe1024015: neg     %rbx

0x00007fffe1024018: mov     (%r14,%rbx,8),%eax

0x00007fffe102401c: push    %rax

0x00007fffe102401d: movzbl  0x3(%r13),%ebx

0x00007fffe1024022: neg     %rbx

0x00007fffe1024025: mov     (%r14,%rbx,8),%eax

可以看到，此指令就相当于连续执行了2次iload指令，省去了指令跳转，所以效率要高一些。

3、_fast_icaload指令

caload指令表示从数组中加载一个char类型数据到操作数栈。

_fast_icaload会将char类型数组指定索引的值推送至栈顶。模板定义如下：

def(Bytecodes::_fast_icaload , ubcp|____|____|____, vtos, itos, fast_icaload , _ );

生成函数为TemplateTable::fast_icaload()，生成的汇编代码如下：

0x00007fffe1024090: movzbl 0x1(%r13),%ebx

0x00007fffe1024095: neg    %rbx

// %eax中存储着index

0x00007fffe1024098: mov    (%r14,%rbx,8),%eax

// %rdx中存储着arrayref

0x00007fffe102409c: pop    %rdx

// 将一个双字扩展后送到一个四字中,%rax中存储着index

0x00007fffe102409d: movslq %eax,%rax

// %rdx指向数组对象的首地址，偏移0xc后获取length属性的值

0x00007fffe10240a0: cmp    0xc(%rdx),%eax

0x00007fffe10240a3: mov    %eax,%ebx

// 如果数组索引index等于数组的长度或大于数组长度时，那么跳转

// 到_throw_ArrayIndexOutOfBoundsException_entry抛出异常

0x00007fffe10240a5: jae    0x00007fffe100ff20

// 在指定数组arrayref中加载指定索引处index的值

0x00007fffe10240ab: movzwl 0x10(%rdx,%rax,2),%eax

可以看到，此指令省去了指令跳转，所以效率要高一些。

巴特西

第21篇-加载与存储指令之iload、_fast_iload等（3）

1、_fast_iload指令

2、_fast_iload2指令

3、_fast_icaload指令

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