Структура байт-кода

Содержание

Слайд 2

Кафедра защищенных систем связи Компиляция программы Компилятор создает файл , содержащий

Кафедра защищенных систем связи

Компиляция программы

Компилятор создает файл , содержащий версию кода

виртуальной машины программы. Код виртуальной машины Java - это промежуточное представление программы, содержащее инструкции, которые будет выполнять виртуальная машина Java. Результат работы компилятора не является непосредственно исполняемым кодом.
В процессе компиляции исходного кода каждый отдельный класс помещается в собственный выходной файл, названный по имени класса и получающие расширение .class.
Слайд 3

ByteCode виртуальной машины Java Байт-код Java — набор инструкций, исполняемых виртуальной

ByteCode виртуальной машины Java

Байт-код Java — набор инструкций, исполняемых виртуальной машиной

Java. Каждый код операции байт-кода имеет размер один байт.

Виды инструкций:

Загрузка и сохранение;
Арифметические и логические операции;
Преобразование типов;
Создание и преобразование объекта;
Управление стеком;
Операторы перехода;
Вызовы методов и возврат;

Кафедра защищенных систем связи

Слайд 4

ByteCode виртуальной машины Java Если рассматривать более детально, то формат инструкций

ByteCode виртуальной машины Java

Если рассматривать более детально, то формат инструкций наглядно

выглядит так:

Формат

Биты

8

8

8

8

8

Кафедра защищенных систем связи

Слайд 5

ByteCode виртуальной машины Java Загрузка из локальной переменной: iload — для

ByteCode виртуальной машины Java

Загрузка из локальной переменной:
iload — для типа

int
lload — для типа long
fload — для типа float
dload — для типа double

Сохранение локальной переменной типа int:

istore_0 = 59 (0x3b)
istore_1 = 60 (0x3c)
istore_2 = 61 (0x3d)
istore_3 = 62 (0x3e)

Не имеют аргументов

Кафедра защищенных систем связи

Имеет один аргумент

istore = 54 (0x36)

Слайд 6

Кафедра защищенных систем связи ByteCode виртуальной машины Java Математические операции: iadd

Кафедра защищенных систем связи

ByteCode виртуальной машины Java

Математические операции:

iadd = 96

(0x60) – сложение типа int
ladd = 97 (0x61) – сложение типа long
fadd = 98 (0x62) – сложение типа float
dadd = 99 (0x63) – сложение типа double
imul = 104 (0x68) – умножение типа int

public class Example {
public int plus(int a) {
int b = 1;
return a + b;
}
}

public int plus(int);
Code: Stack=2, Locals=3, Args_size=2
0: iconst_1
1: istore_2
2: iload_1
3: iload_2
4: iadd
5: ireturn
LineNumberTable:
line 5: 0
line 6: 2

Слайд 7

Кафедра защищенных систем связи ByteCode виртуальной машины Java

Кафедра защищенных систем связи

ByteCode виртуальной машины Java

Слайд 8

Кафедра защищенных систем связи ByteCode виртуальной машины Java Пример вычисления: Стек пуст

Кафедра защищенных систем связи

ByteCode виртуальной машины Java

Пример вычисления:

Стек пуст

Слайд 9

Кафедра защищенных систем связи Class файл Содержит байт-код, который выполняется на

Кафедра защищенных систем связи

Class файл

Содержит байт-код, который выполняется на виртуальной

машине.
Содержит информацию о классе.
Генерируется компилятором из исходного кода (.java)
Jar файл – представляет собой zip архив class файлов.
Слайд 10

Кафедра защищенных систем связи Структура class файла class файл состоит из

Кафедра защищенных систем связи

Структура class файла

class файл состоит из 1,2,4 байтовых

значений:
u1 – byte ( 1 байт )
u2 – long ( 2 байта)
u4 – int ( 4 байта)
Слайд 11

Кафедра защищенных систем связи Структура class файла Разберемся на самом тривиальном

Кафедра защищенных систем связи

Структура class файла

Разберемся на самом тривиальном примере:
package hello;


public class App {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello world!");
}
}
Скомпилировав данный код, мы получим class файл. С помощью любого hex-редактора откроем его.
Слайд 12

Кафедра защищенных систем связи Структура class файла 0000000 ca fe ba

Кафедра защищенных систем связи

Структура class файла

0000000 ca fe ba be

00 00 00 34 00 1d 0a 00 06 00 0f 09 0000010 00 10 00 11 08 00 12 0a 00 13 00 14 07 00 15 07 0000020 00 16 01 00 06 3c 69 6e 69 74 3e 01 00 03 28 29 0000030 56 01 00 04 43 6f 64 65 01 00 0f 4c 69 6e 65 4e 0000040 75 6d 62 65 72 54 61 62 6c 65 01 00 04 6d 61 69 0000050 6e 01 00 16 28 5b 4c 6a 61 76 61 2f 6c 61 6e 67 0000060 2f 53 74 72 69 6e 67 3b 29 56 01 00 0a 53 6f 75 0000070 72 63 65 46 69 6c 65 01 00 08 41 70 70 2e 6a 61 0000080 76 61 0c 00 07 00 08 07 00 17 0c 00 18 00 19 01 0000090 00 0c 48 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64 21 07 00 00000a0 1a 0c 00 1b 00 1c 01 00 09 68 65 6c 6c 6f 2f 41 00000b0 70 70 01 00 10 6a 61 76 61 2f 6c 61 6e 67 2f 4f 00000c0 62 6a 65 63 74 01 00 10 6a 61 76 61 2f 6c 61 6e 00000d0 67 2f 53 79 73 74 65 6d 01 00 03 6f 75 74 01 00 00000e0 15 4c 6a 61 76 61 2f 69 6f 2f 50 72 69 6e 74 53 00000f0 74 72 65 61 6d 3b 01 00 13 6a 61 76 61 2f 69 6f 0000100 2f 50 72 69 6e 74 53 74 72 65 61 6d 01 00 07 70 0000110 72 69 6e 74 6c 6e 01 00 15 28 4c 6a 61 76 61 2f 00001a0 00 0e 00001a2
Слайд 13

Кафедра защищенных систем связи Структура class файла Так выглядит байт код

Кафедра защищенных систем связи

Структура class файла

Так выглядит байт код нашей простой

программы. Есть два вида байт кода. Собственно, сам байт код представленный на предыдущем слайде и его мнемоническое представление для виртуальной машины Java, которое будет показано позже. Рассмотрим байт код подробнее.

u4 magic Это 4 байта для magic, который определяет формат class файла (ca fe ba be).
Позволяет идентифицировать .class файл.
Всегда принимает значение: 0xCAFEBABE.

u2 minor_version ( 00 00 )
u2 major_version ( 00 34 )
Вспомогательная и основная версии class файла.

u2 constant_pool_count ( 00 1d )
Размер массива констант. Эти два байта представляют constant_pool_count и отвечают за размер constant_pool.

Слайд 14

Кафедра защищенных систем связи Структура class файла cp_info constant_pool [constant_pool_count-1] Пул

Кафедра защищенных систем связи

Структура class файла

cp_info constant_pool [constant_pool_count-1]
Пул констант представлен в

виде массива структур представляющих различные строковые константы - имена классов и интерфейсов, полей, методов и другие константы, на которые есть ссылки в файле класса.
Далее в байт коде идут элементы вида:
cp_info { u1 tag; // 1 байт на тег u1 info[]; // массив с описанием }
Формат каждого элемента пула констант определяется первым байтом (tag).
Слайд 15

Кафедра защищенных систем связи Структура class файла Constant_Long_info { u1 tag;

Кафедра защищенных систем связи

Структура class файла

Constant_Long_info {
u1 tag;
u4 high_bytes;
u4 low_bytes;
}

Constant_utf8_info {
u1

tag;
u2 length;
u1 bytes[length];
}
Слайд 16

Кафедра защищенных систем связи Структура class файла u2 access_flags Флаг доступа,

Кафедра защищенных систем связи

Структура class файла

u2 access_flags
Флаг доступа, отображающий модификаторы, заданные

в определении класса (public, final, abstract и т.д.), а также признак класса или интерфейса.
Значение элемента является маской флагов, используемых таким образом, чтобы обозначить права доступа и свойства этого класса.
Слайд 17

Кафедра защищенных систем связи Структура class файла u2 this_class u2 super_class

Кафедра защищенных систем связи

Структура class файла

u2 this_class
u2 super_class
Ссылки на константу с

названием класса и его суперкласса.

u2 interfaces_count
Размер массива интерфейсов.

u2 interfaces[interfaces_count]
Массив интерфейсов. Каждый элемент массива является индексом таблицы пула констант, где указывается имя интерфейса.

Слайд 18

Кафедра защищенных систем связи Структура class файла field_info fields[fields_count] Массив полей.

Кафедра защищенных систем связи

Структура class файла

field_info fields[fields_count]
Массив полей.
field_info{
u2 access_flags;
u2 name_index;
u2 descriptor_index;
u2

attributes_count;
attribute_info attributes [attributes_count];
}

u2 fields_count
Размер массива полей.

Слайд 19

Кафедра защищенных систем связи Структура class файла method_info methods[methods_count] Массив методов.

Кафедра защищенных систем связи

Структура class файла

method_info methods[methods_count]
Массив методов.

method_info {
u2 access_flags;
u2 name_index; u2

descriptor_index;
u2 attributes_count;
attribute_info attributes[attributes_count];
}

u2 methods_count
Размер массива методов.

Слайд 20

Кафедра защищенных систем связи Нас интересует атрибут Code, так как именно

Кафедра защищенных систем связи

Нас интересует атрибут Code, так как именно в

нем содержится необходимая нам информация. Если у вас нет исходных кодов программы, есть только class файл и вам необходимо внести некоторые изменения в работе программы, то начинать следует именно с этого атрибута.

Структура class файла

attribute_info attributes[attributes_count]
Массив атрибутов.
u2 attributes_count
Размер массива атрибутов.
attribute_info {
u2 attribute_name_index;
u4 attribute_length;
u1 info [attribute_length];
}

Слайд 21

Кафедра защищенных систем связи Структура class файла

Кафедра защищенных систем связи

Структура class файла

Слайд 22

Кафедра защищенных систем связи Структура class файла Code_attribute { u2 attribute_name_index;

Кафедра защищенных систем связи

Структура class файла

Code_attribute {
u2 attribute_name_index;
u4 attribute_length;
u2 max_stack;
u2 max_locals;
u4

code_length;
u1 code [code_length];
u2 exception_table_length;
{
u2 start_pc;
u2 end_pc;
u2 handler_pc;
u2 catch_type;
} exception_table [exception_table_length];
u2 attributes_count;
attribute_info attributes [attributes_count];
}
Слайд 23

Кафедра защищенных систем связи Средства работы с class файлами JBE -

Кафедра защищенных систем связи

Средства работы с class файлами

JBE - Java Bytecode

Editor – программа, позволяющая просматривать и редактировать class файлы.
javap – декомпилятор class файлов.

javap команда дизассемблирует один или более файлов класса. Его вывод зависит от используемых опций. Если никакие опции не используются, javap распечатывает пакет, защищенные, и общедоступные поля и методы классов, которые передают к этому. javap печатает свой вывод к stdout.

Слайд 24

Кафедра защищенных систем связи Средства работы с class файлами Некоторые опции

Кафедра защищенных систем связи

Средства работы с class файлами

Некоторые опции javap:
-? Распечатывает сообщение

справки для javap.
-p Показать все классы и элементы.
-s Печатает внутренние подписи типа.-sysinfo
-c Распечатывает дизассемблированный код, то есть, инструкции, которые включают Байт-коды Java для каждого из методов в классе. Они документируются в Спецификацию виртуальной машины Java.
Слайд 25

Кафедра защищенных систем связи Средства работы с class файлами Файл Main.java

Кафедра защищенных систем связи

Средства работы с class файлами

Файл Main.java
public class

Main {
public static void main (String [] args ){
int a = 4;
int b = 5;
int c = a+b;
}
}

Скомпилируем данный код с помощью команды javac Main.java
Затем в командной строке или если в используемой вами IDE есть своя командная строка, то в ней выполним команду:
javap -c Main.class

Слайд 26

Кафедра защищенных систем связи Средства работы с class файлами Команда вывела

Кафедра защищенных систем связи

Средства работы с class файлами

Команда вывела на экран

инструкции, которые включают Байт-коды Java для каждого из методов в классе.
Слайд 27

Кафедра защищенных систем связи Средства работы с class файлами JBE -

Кафедра защищенных систем связи

Средства работы с class файлами

JBE - Java Bytecode

Editor – программа, позволяющая просматривать и редактировать class файлы.

Файл Main.java
public class Main {
public static void main (String [] args ){
int a = 4;
int b = 5;
int c = a+b;
}
}

Скомпилируем данный код с помощью команды javac Main.java. Полученный class файл загрузим в ByteCode Editor.

Слайд 28

Кафедра защищенных систем связи Средства работы с class файлами Как видно

Кафедра защищенных систем связи

Средства работы с class файлами

Как видно на

данном скриншоте, программа позволяет посмотреть пул констант
- Предыдущая
Антуан де Сент-Экзюпери. Сказка Маленький принц
Следующая -
Famous American Presidents

Похожие презентации

UDP сокеты. Протокол пользовательских дейтаграмм(UDP)
Презентация "Радиаторы и вентиляторы" - скачать презентации по Информатике
Исследование операций. Лекция 5
Построение кривой Безье в среде Visual Studio с использованием языка программирования С#
Типы алгоритмов. Способы реализации методы построения
Дети и электронные ресурсы Кисловская Г.А. 27.04.11 г.
Обработка информации
Актуальные утилиты обслуживания жёстких дисков
Презентация "История антивирусного проекта ДиалогНауки" - скачать презентации по Информатике
Web-страницы и Web-сайты
Хранение информации и её носители. Запись информации на носители
Безопасность, гигиена, эргономика, ресурсосбережение. Защита информации, антивирусная защита
Инициация (запуск) проекта
Что такое большие данные и чем они прекрасны. Лаборатория наук о больших данных и проблемах общества
Презентация "Алгоритм с ветвлением в среде программирования Turbo Pascal" - скачать презентации по Информатике
1 - Основы языка Python
Раздел 5.1 Расчет статической аэроупругости. Теория
Windows PowerShell. GUI хост для PowerShell
Урок 38
Растровое кодирование изображений
Алгоритм. Введение в программирование
Виды баз данных
Система публикации информации о нарушениях ПДД
Организация и функционирование ЭВМ. (Лекция 1)
Презентация на тему Интернет как глобальная информационная система
Интерфейсы ПK Студент группы п12-1д Франко дмитрий
Раздел Компас-3d
Работа судебных участков мировых судей с сервисами ГАС Правосудие
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть