【深入Java核心技术】从X86指令深扒JVM的位移操作

概述

之所以会写这个，主要是因为最近做的一个项目碰到了一个移位的问题，因为位移操作溢出导致结果不准确，本来可以点到为止，问题也能很快解决，但是不痛不痒的感觉着实让人不爽，于是深扒了下个中细节，直到看到Intel的指令规约才算释然，希望这篇文章能引起大家共鸣。

本文或许看起来会比较枯燥，不过其实认真看挺有意思的，如果实在看不下去，告诉你一个极简路径，先看下下面的Demo，然后直接跳到后面的小结，如果懂了，别忘记顺便点个赞，请叫我雷锋，哈哈。

Demo

还是从一个简单的例子说起

public class ShiftTest { public static void main(String args[]) {
        System.out.println(doShiftL(35));
    } public static long doShiftL(int shift) { return 4 << shift;
    }
} 

大家可以尝试做几个改变，看看结果怎样

• 4 << shift改成4L << shift
• 将35改成291，PS：提示一下291=35+256*1

如果上面的各种结果你都能解释，那说明你对位移操作还是有一定了解的，不过本文主要从JVM到Intel X86_64指令角度来分析这个问题，或许也值得一看

JVM里4和4L的区别

要知道区别，我们看doShiftL方法通过javac编译出来的指令有什么不一样

4 << shift的字节码

 0: iconst_4 1: iload_0 2: ishl 

4L << shift的字节码

 0: ldc2_w        #34                 // long 4l 3: iload_0 4: lshl 

针对4和4L的区别，我们看到了两条不同的指令，分别是iconst_4和ldc2_w，其实如果我们将4改成其他的值，可能会有不一样的指令出现

• -1<= x <=5: iconst_x
• -128<= x <-1 || 5< x <=127：bipush
• -32768 <= x < -128 || 127 < x <= 32767：sipush
• -32768 > x || x > 32767：ldc

不过这些都不是我们今天的重点，不想细说了，就以iconst_4为例来简单介绍下

iconst_4

先看iconst_4的大概汇编指令如下

 0x00007fcb529b0b00: push %rax 0x00007fcb529b0b01: jmpq 0x00007fcb529b0b30 0x00007fcb529b0b06: sub $0x8,%rsp 0x00007fcb529b0b0a: movss %xmm0,(%rsp) 0x00007fcb529b0b0f: jmpq 0x00007fcb529b0b30 0x00007fcb529b0b14: sub $0x10,%rsp 0x00007fcb529b0b18: movsd %xmm0,(%rsp) 0x00007fcb529b0b1d: jmpq 0x00007fcb529b0b30 0x00007fcb529b0b22: sub $0x10,%rsp 0x00007fcb529b0b26: mov %rax,(%rsp) 0x00007fcb529b0b2a: jmpq 0x00007fcb529b0b30 0x00007fcb529b0b2f: push %rax 0x00007fcb529b0b30: mov $0x4,%eax 0x00007fcb529b0b35: movzbl 0x1(%r13),%ebx 0x00007fcb529b0b3a: inc %r13 0x00007fcb529b0b3d: mov $0x7fcb63dd5760,%r10 0x00007fcb529b0b47: jmpq   *(%r10,%rbx,8) 

重点看0x00007fcb529b0b30这条就是将0x4移到EAX寄存器里，这是一个32位的寄存器，需要注意的是这里并没有直接将4 push到操作数栈上，而是在下一条指令(也就是iload_0)执行的时候才预先push到栈上，后面看iload_0的汇编代码可知

阅读全文请点击：