getfield指令表示獲取指定類的實例域，並將其值壓入棧頂。其格式如下：
getstatic indexbyte1 indexbyte2
無符號數indexbyte1和indexbyte2構建為(indexbyte1<<8)|indexbyte2，這個值指明了一個當前類的運行時常量池索引值，指向的運行時常量池項為一個字段的符號引用。
getfield字節碼指令的生成函數為TemplateTable::getfield()，這些生成函數如下：
void TemplateTable::getfield(int byte_no) {
getfield_or_static(byte_no, false); // getfield的byte_no值為1
}
最終會調用getfield_or_static()函數生成機器指令片段。此函數生成的機器指令片段對應的匯編代碼如下：
0x00007fffe10202d0: movzwl 0x1(%r13),%edx 0x00007fffe10202d5: mov -0x28(%rbp),%rcx 0x00007fffe10202d9: shl $0x2,%edx 0x00007fffe10202dc: mov 0x10(%rcx,%rdx,8),%ebx 0x00007fffe10202e0: shr $0x10,%ebx 0x00007fffe10202e3: and $0xff,%ebx // 0xb4是getfield指令的Opcode，如果相等，則說明已經連接，直接跳轉到resolved 0x00007fffe10202e9: cmp $0xb4,%ebx 0x00007fffe10202ef: je 0x00007fffe102038e 0x00007fffe10202f5: mov $0xb4,%ebx // 省略通過調用MacroAssembler::call_VM()函數來執行 // InterpreterRuntime::resolve_get_put()函數的匯編代碼 // ...
調用MacroAssembler::call_VM()函數生成如下代碼，通過這些代碼來執行InterpreterRuntime::resolve_get_put()函數。MacroAssembler::call_VM()函數的匯編在之前已經詳細介紹過，這里不再介紹，直接給出匯編代碼，如下：
0x00007fffe10202fa: callq 0x00007fffe1020304 0x00007fffe10202ff: jmpq 0x00007fffe1020382 0x00007fffe1020304: mov %rbx,%rsi 0x00007fffe1020307: lea 0x8(%rsp),%rax 0x00007fffe102030c: mov %r13,-0x38(%rbp) 0x00007fffe1020310: mov %r15,%rdi 0x00007fffe1020313: mov %rbp,0x200(%r15) 0x00007fffe102031a: mov %rax,0x1f0(%r15) 0x00007fffe1020321: test $0xf,%esp 0x00007fffe1020327: je 0x00007fffe102033f 0x00007fffe102032d: sub $0x8,%rsp 0x00007fffe1020331: callq 0x00007ffff66b567c 0x00007fffe1020336: add $0x8,%rsp 0x00007fffe102033a: jmpq 0x00007fffe1020344 0x00007fffe102033f: callq 0x00007ffff66b567c 0x00007fffe1020344: movabs $0x0,%r10 0x00007fffe102034e: mov %r10,0x1f0(%r15) 0x00007fffe1020355: movabs $0x0,%r10 0x00007fffe102035f: mov %r10,0x200(%r15) 0x00007fffe1020366: cmpq $0x0,0x8(%r15) 0x00007fffe102036e: je 0x00007fffe1020379 0x00007fffe1020374: jmpq 0x00007fffe1000420 0x00007fffe1020379: mov -0x38(%rbp),%r13 0x00007fffe102037d: mov -0x30(%rbp),%r14 0x00007fffe1020381: retq
如上代碼完成的事情很簡單，就是調用C++函數編寫的InterpreterRuntime::resolve_get_put()函數，此函數會填充常量池緩存中ConstantPoolCacheEntry信息，關於ConstantPoolCache以及ConstantPoolCacheEntry，還有ConstantPoolCacheEntry中各個字段的含義在《深入剖析Java虛擬機：源碼剖析與實例詳解（基礎卷）》中已經詳細介紹過，這里不再介紹。
0x00007fffe1020382: movzwl 0x1(%r13),%edx 0x00007fffe1020387: mov -0x28(%rbp),%rcx 0x00007fffe102038b: shl $0x2,%edx ---- resolved ---- // 獲取[_indices,_f1,_f2,_flags]中的_f2，由於ConstantPoolCache占用16字節，而_indices // 和_f2各占用8字節，所以_f2的偏移為32字節，也就是0x32 // _f2中保存的是字段在oop實例中的字節偏移，通過此偏移就可獲取此字段存儲在 // oop中的值 0x00007fffe102038e: mov 0x20(%rcx,%rdx,8),%rbx // 獲取[_indices,_f1,_f2,_flags]中的_flags 0x00007fffe1020393: mov 0x28(%rcx,%rdx,8),%eax // 將棧中的objectref對象彈出到%rcx中 0x00007fffe1020397: pop %rcx // provoke（激起; 引起; 引發） OS NULL exception if reg = NULL by // accessing M[reg] w/o changing any (non-CC) registers // NOTE: cmpl is plenty（足夠） here to provoke a segv 0x00007fffe1020398: cmp (%rcx),%rax // 將_flags向右移動28位，剩下TosState 0x00007fffe102039b: shr $0x1c,%eax 0x00007fffe102039e: and $0xf,%eax // 如果不相等，說明TosState的值不為0，則跳轉到notByte 0x00007fffe10203a1: jne 0x00007fffe10203ba // btos // btos的編號為0,代碼執行到這里時，可能棧頂緩存要求是btos // %rcx中存儲的是objectref，%rbx中存儲的是_f2，獲取字段對應的值存儲到%rax中 0x00007fffe10203a7: movsbl (%rcx,%rbx,1),%eax 0x00007fffe10203ab: push %rax // 對字節碼指令進行重寫，將Bytecodes::_fast_bgetfield的Opcode存儲到%ecx中 0x00007fffe10203ac: mov $0xcc,%ecx // 將Bytecodes::_fast_bgetfield的Opcode更新到字節碼指令的操作碼 0x00007fffe10203b1: mov %cl,0x0(%r13) // 跳轉到---- Done ---- 0x00007fffe10203b5: jmpq 0x00007fffe102050f ---- notByte ---- 0x00007fffe10203ba: cmp $0x7,%eax 0x00007fffe10203bd: jne 0x00007fffe102045d // 跳轉到notObj // atos // 調用MacroAssembler::load_heap_oop()函數生成如下代碼 0x00007fffe10203c3: mov (%rcx,%rbx,1),%eax // ... 省略部分代碼 // 結束MacroAssembler::load_heap_oop()函數的調用 0x00007fffe102044e: push %rax // 重寫字節碼指令為Bytecodes::_fast_agetfield 0x00007fffe102044f: mov $0xcb,%ecx 0x00007fffe1020454: mov %cl,0x0(%r13) 0x00007fffe1020458: jmpq 0x00007fffe102050f // -- notObj -- 0x00007fffe102045d: cmp $0x3,%eax 0x00007fffe1020460: jne 0x00007fffe1020478 // 跳轉到notInt // itos 0x00007fffe1020466: mov (%rcx,%rbx,1),%eax 0x00007fffe1020469: push %rax // 重寫字節碼指令o Bytecodes::_fast_igetfield 0x00007fffe102046a: mov $0xd0,%ecx 0x00007fffe102046f: mov %cl,0x0(%r13) 0x00007fffe1020473: jmpq 0x00007fffe102050f // --- notInt ---- 0x00007fffe1020478: cmp $0x1,%eax 0x00007fffe102047b: jne 0x00007fffe1020494 // 跳轉到notChar // ctos 0x00007fffe1020481: movzwl (%rcx,%rbx,1),%eax 0x00007fffe1020485: push %rax // 重寫字節碼指令為Bytecodes::_fast_cgetfield 0x00007fffe1020486: mov $0xcd,%ecx 0x00007fffe102048b: mov %cl,0x0(%r13) 0x00007fffe102048f: jmpq 0x00007fffe102050f // ---- notChar ---- 0x00007fffe1020494: cmp $0x2,%eax 0x00007fffe1020497: jne 0x00007fffe10204b0 // 跳轉到notShort // stos 0x00007fffe102049d: movswl (%rcx,%rbx,1),%eax 0x00007fffe10204a1: push %rax // 重寫字節碼指令為Bytecodes::_fast_sgetfield 0x00007fffe10204a2: mov $0xd2,%ecx 0x00007fffe10204a7: mov %cl,0x0(%r13) 0x00007fffe10204ab: jmpq 0x00007fffe102050f // ---- notShort ---- 0x00007fffe10204b0: cmp $0x4,%eax 0x00007fffe10204b3: jne 0x00007fffe10204d3 // 跳轉到notLong // ltos 0x00007fffe10204b9: mov (%rcx,%rbx,1),%rax 0x00007fffe10204bd: sub $0x10,%rsp 0x00007fffe10204c1: mov %rax,(%rsp) // 重寫字節碼指令為Bytecodes::_fast_lgetfield, 0x00007fffe10204c5: mov $0xd1,%ecx 0x00007fffe10204ca: mov %cl,0x0(%r13) 0x00007fffe10204ce: jmpq 0x00007fffe102050f // ---- notLong ---- 0x00007fffe10204d3: cmp $0x5,%eax 0x00007fffe10204d6: jne 0x00007fffe10204f8 // 跳轉到notFloat // ftos 0x00007fffe10204dc: vmovss (%rcx,%rbx,1),%xmm0 0x00007fffe10204e1: sub $0x8,%rsp 0x00007fffe10204e5: vmovss %xmm0,(%rsp) // 重寫字節碼指令為Bytecodes::_fast_fgetfield 0x00007fffe10204ea: mov $0xcf,%ecx 0x00007fffe10204ef: mov %cl,0x0(%r13) 0x00007fffe10204f3: jmpq 0x00007fffe102050f // ---- notFloat ---- 0x00007fffe10204f8: vmovsd (%rcx,%rbx,1),%xmm0 0x00007fffe10204fd: sub $0x10,%rsp 0x00007fffe1020501: vmovsd %xmm0,(%rsp) 0x00007fffe1020506: mov $0xce,%ecx 0x00007fffe102050b: mov %cl,0x0(%r13) // -- Done --
我們需要介紹一下虛擬機內部的一些自定義指令，這些自定義指令的模板如下：
// JVM bytecodes def(Bytecodes::_fast_agetfield , ubcp|____|____|____, atos, atos, fast_accessfield , atos ); def(Bytecodes::_fast_bgetfield , ubcp|____|____|____, atos, itos, fast_accessfield , itos ); def(Bytecodes::_fast_cgetfield , ubcp|____|____|____, atos, itos, fast_accessfield , itos ); def(Bytecodes::_fast_dgetfield , ubcp|____|____|____, atos, dtos, fast_accessfield , dtos ); def(Bytecodes::_fast_fgetfield , ubcp|____|____|____, atos, ftos, fast_accessfield , ftos ); def(Bytecodes::_fast_igetfield , ubcp|____|____|____, atos, itos, fast_accessfield , itos ); def(Bytecodes::_fast_lgetfield , ubcp|____|____|____, atos, ltos, fast_accessfield , ltos ); def(Bytecodes::_fast_sgetfield , ubcp|____|____|____, atos, itos, fast_accessfield , itos );
以_fast_agetfield內部定義的字節碼指令為例為來，生成函數為TemplateTable::fast_accessfield()函數，匯編代碼如下：
0x00007fffe101e4e1: movzwl 0x1(%r13),%ebx 0x00007fffe101e4e6: mov -0x28(%rbp),%rcx 0x00007fffe101e4ea: shl $0x2,%ebx // 計算%rcx+%rdx*8+0x20，獲取ConstantPoolCacheEntry[_indices,_f1,_f2,_flags]中的_f2 // 因為ConstantPoolCache的大小為0x16字節，%rcx+0x20定位到第一個ConstantPoolCacheEntry的開始位置 // %rdx*8算出來的是相對於第一個ConstantPoolCacheEntry的字節偏移 0x00007fffe101e4ed: mov 0x20(%rcx,%rbx,8),%rbx // 檢查空異常 0x00007fffe101e4f2: cmp (%rax),%rax // %rax中存儲的是objectref，也就是要從這個實例中獲取字段的值，通過偏移%rbx后就 // 能獲取到偏移的值，然后加載到%eax 0x00007fffe101e4f5: mov (%rax,%rbx,1),%eax
其它的字節碼指令類似，這里不再過多介紹。從這里可以看出，我們不需要再執行getfield對應的那些匯編指令，只執行_fast開頭的指令即可，這些指令比起getfield指令來說簡化了很多，大大提高了解釋執行的速度。
推薦閱讀：
第2篇-JVM虛擬機這樣來調用Java主類的main()方法
第13篇-通過InterpreterCodelet存儲機器指令片段
第20篇-加載與存儲指令之ldc與_fast_aldc指令（2）
第21篇-加載與存儲指令之iload、_fast_iload等（3）
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