Каждый файл исходного текста компилируется в один файл класса. Файл исходного текста должен иметь следующую структуру:

[модификаторы_доступа] {class|interface} ;

[extends ;]

[implements , , ... , <интерфейс_n>;]

[fields;

]

[methods;

]

Здесь и далее в квадратные скобки заключены необязательные элементы, в фигурные - альтернативные варианты (разделены вертикальной чертой), в угловые - нетерминальные символы.

Модификаторы_доступа - это слова public, final, abstract, super, соответствующие флагам прав доступа ACC_PUBLIC, ACC_FINAL, ACC_ABSTRACT, ACC_STATIC. Эти флаги устанавливаются в единицу тогда и только тогда, когда в объявлении класса присутствует соответствующее ключевое слово. Класс может иметь несколько различных модификаторов доступа, разделенных пробелом (или любой другой последовательностью пробельных символов). Повторение одинаковых модификаторов в заголовке одного класса не допускается. Когда класс не имеет флага ACC_INTERFACE, в его объявлении используется слово class, иначе используется ключевое слово interface. Все имена классов и интерфейсов записываются с указанием полного пути (пакетов, в которых эти классы содержатся). Имена пакетов и класса отделяются точкой, например, java.lang.String. В аргументах команд, там, где это необходимо, вместо полного имени текущего класса можно использовать символ «@». Если базовый класс не указан (предложение extends отсутствует), то по умолчанию используется java.lang.Object. Интерфейсы - предки описываемого интерфейса записываются в секции implements.

Для идентификаторов - имен пакетов, классов, полей и методов, а также меток, используются следующие правила: они должны состоять из букв латинского алфавита любого регистра (регистр имеет значение), знаков подчеркивания и цифр, причем не должны начинаться с цифры. Настоятельно не рекомендуется использование идентификаторов, совпадающих с ключевыми словами языка Java, что может привести к некорректной компиляции, либо интерпретации файлов классов JVM. Два специальных имени и также рассматриваются как идентификаторы.

Простейший пример описания класса, не имеющего полей и методов:

public abstract class some_package.SomeClass;

% это комментарий

extends

some_package.nested_package1.BaseClass;

implements % и это комментарий

some_package.Interface1, some_package.nested_package2.Interface2;

Описание поля имеет следующий вид:

[модификаторы_доступа] : [=];

Здесь модификаторы_доступа - следующие слова: public, protected, private, final, static, transient, volatile, соответствующие флагам доступа поля ACC_PUBLIC, ACC_PROTECTED, ACC_PRIVATE, ACC_FINAL, ACC_STATIC, ACC_TRANSIENT, ACC_VOLATILE. Повторение одинаковых модификаторов доступа в объявлении одного поля и сочетания модификаторов, соответствующие запрещенным сочетаниям флагов доступа (см. The Java Virtual Machine Specification), вызывают ошибку времени компиляции. Поля интерфейса обязательно должны быть объявлены с модификаторами public, static и final. Имя_поля - корректный идентификатор. Тип_поля - имя класса либо имя примитивного типа (имена примитивных типов совпадают с соответствующими ключевыми словами языка Java - byte, short, int, long, char, float, double, boolean). Начальное значение может быть задано только для статического поля, если оно указано, то у поля создается атрибут ConstantValue. Начальное значение может быть целочисленной, вещественной, логической либо символьной константой для полей соответствующих типов. Вещественная константа может быть записана в десятичной либо экспоненциальной форме, в формате вещественных чисел, принятом в Java. Символьные константы заключаются в апострофы. Кроме того, может быть указан код символа как обычное целое число. Логические константы записываются в виде слов true и false. Примеры описаний полей:

public final static COUNT:int = 10;

static c:char = ‘A’;

static c1:char = 13;

private volatile m_flag:boolean;

protected m_list:java.util.ArrayList;

Описание метода в общем случае имеет вид:

[] (,, ... ,<тип_параметра_n>): [throws , ... , <класс_исключения_n>];

% для методов с модификатором abstract нижележащая часть описания

% отсутствует

maxstack ;

maxlocals ;

[:]

;

...

[<метка_n>:]

<команда_n>;

[

protected_blocks;

{|finally} : > ;

...

{|finally} : > ;

]

end;

Здесь модификаторы_доступа - ключевые слова: public, protected, private, static, final, abstract, соответствующие следующим флагам доступа метода: ACC_PUBLIC, ACC_PRIVATE, ACC_PROTECTED, ACC_STATIC, ACC_FINAL, ACC_ABSTRACT. Повторение одинаковых модификаторов доступа в заголовке одного метода и сочетания модификаторов, соответствующие запрещенным сочетаниям флагов доступа (см. The Java Virtual Machine Specification), вызывают ошибку времени компиляции. Методы интерфейса обязательно должны быть объявлены с модификаторами public и abstract. Имя_метода - корректный идентификатор, либо или для конструкторов и статических инициализаторов. Типы параметров и тип возвращаемого значения должны быть именами классов, либо именами примитивных типов, принятыми в языке Java (byte, short, int, long, char, float, double, boolean). Кроме того, тип возвращаемого значения может быть указан как void. После ключевого слова throws в заголовке метода могут быть перечислены через запятую имена классов исключений, генерируемых методом. Для методов, не являющихся абстрактными, после заголовка обязательно записываются предложения maxstack и maxlocals, в которых указывается размер стека операндов и области локальных переменных метода (в четырехбайтных ячейках). Затем следует код метода в виде последовательности команд, разделенных точками с запятыми. Каждой команде может предшествовать метка, отделяемая от нее двоеточием. Метка должна быть корректным. Каждая команда может иметь не более одной метки, и каждая метка должна предшествовать той или иной команде. Однако, имеется специальная псевдокоманда none, для которой не генерируется какой-либо код (пустая команда). Ее можно использовать, если необходимо расположить более одной метки у одной команды или поместить метку в конец метода. После ключевого слова protected_blocks могут быть перечислены защищенные блоки (обработчики исключений) метода. Описание каждого защищенного блока состоит из имени класса исключения или ключевого слова finally и трех меток, разделенных символами ‘:’ и ‘>’. Первая из них указывает на начало защищенного блока, вторая на его конец, третья - на место в коде метода, куда переходит управление при возникновении исключения или при выходе из защищенного блока в случае finally.

Используемые в коде мнемонические имена команд совпадают с принятыми в The Java Virtual Machine Specification. Однако, как исключение, префикс wide не рассматривается как отдельная команда, вместо этого команды, его имеющие, записываются как wide_. Форматы записи команд:

• <мнемоническое_имя>; Такую форму имеют следующие команды: aaload, aastore, aconst_null, aload_0, aload_1, aload_2, aload_3 ,areturn, arraylength, astore_0, astore_1, astore_2, astore_3, athrow, baload, bastore, caload, castore, d2f, d2i, d2l, dadd, daload, dastore, dcmpg, dcmpl, dconst_0, dconst_1, ddiv, dload_0, dload_1, dload_2, dload_3, dmul, dneg, drem, dreturn, dstore_0, dstore_1, dstore_2, dstore_3, dsub, dup, dup2, dup2_x1, dup2_x2, dup_x1, dup_x2, f2d, f2i, f2l, fadd, faload, fastore, fcmpg, fcmpl, fconst_0, fconst_1, fconst_2, fdiv, fload_0, fload_1, fload_2, fload_3, fmul, fneg, frem, freturn, fstore_0, fstore_1, fstore_2, fstore_3, fsub, i2b, i2c, i2d, i2f, i2l, i2s, iadd, iaload, iand, iastore, iconst_0, iconst_1, iconst_2, iconst_3, iconst_4, iconst_5, iconst_m1, idiv, iload_0, iload_1, iload_2, iload_3, imul, ineg, ior, irem, ireturn, ishl, ishr, istore_0, istore_1, istore_2, istore_3, isub, iushr, ixor, l2d, l2f, l2i, ladd, laload, land, lastore, lcmp, lconst_0, lconst_1, ldiv, lload_0, lload_1, lload_2, lload_3, lmul, lneg, lor, lrem, lreturn, lshl, lshr, lstore_0, lstore_1, lstore_2, lstore_3, lsub, lushr, lxor, monitorenter, monitorexit, nop, pop, pop2, return, saload, sastore, swap;

• <мнемоническое_имя> <метка>; Такую форму имеют команды перехода: goto, goto_w, if_acmpeq, if_acmpne, if_acmpge, if_acmpgt, if_icmple, if_icmplt, if_icmpne, ifeq, ifge, ifgt, ifle, iflt, ifne, ifnonull, ifnull, jsr, jsr_w;

• <мнемоническое_имя> <целое число>; Число должно удовлетворять ограничениям конкретной команды: aload, astore, dload, dstore, fload, fstore, iload, istore, lload, lstore, ret, bipush, sipush, wide_aload, wide_astore, wide_dload, wide_dstore, wide_fload, wide_fstore, wide_iload, wide_istore, wide_lload, wide_lstore, wide_ret;

• {|@}:::; Тип_поля - имя примитивного типа, принятое в языке Java, либо имя класса. Команды: getfield, putfield, getstatic, putstatic;

• {|@}::(, ... , <тип_параметра_n>):; Здесь типы параметров и возвращаемого значения - имена примитивных типов, принятые в языке Java, имена классов, либо (только для возвращаемого значения) void. Команды: invokespecial, invokestatic, invokevirtual;

• ; Такой формат имеют следующие команды: anewarray, checkcast, instanceof, new;

• ; Команды: iinc, wide_iinc;

• ; - команды ldc, ldc_w, ldc_2w. Здесь тип - int, float, string (для ldc, ldc_w), double, long (для ldc_2w). Константа должна иметь соответствующий тип (целые числа записываются обычным способом, вещественные - в десятичной или экспоненциальной форме, в формате, принятом в Java, строки записываются в двойных кавычках, при этом две двойные кавычки внутри строки интерпретируются как одна двойная кавычка в строке);

• invokeinterface ::(, ... , ): ; - типы - аналогично другим командам вызова методов;

• multianewarray ;

• newarray {boolean|char|float|double|byte|short|int|long};

• tableswitch :<число_n> default: : ... <число_n>:<метка_n>; Здесь числа число_1 ... число_n должны быть последовательными целыми числами. При этом числа, указанные сразу после мнемонического имени команды, должны совпадать с границами диапазона чисел, для которых указаны метки перехода. lookupswitch default: : ... <число_n>:<метка_n>; Здесь среди чисел, для которых указаны метки перехода, не должно быть одинаковых. Эти числа должны быть целыми, они не обязаны быть упорядочены по возрастанию, сортировка происходит при обработке команды компилятором.

Тестовые примеры.

Для тестирования компилятора использовались, в частности, следующие примеры:

1.

%файл Summator.jsm

public class Summator;

fields;

private m_i:int;

methods;

%Конструктор. Заносит в поле m_i целое число, содержащееся в строке,

%передаваемой в качестве параметра. В случае, если строка не содержит

%правильной записи целого числа, либо это число отрицательное,

%то выводится сообщение об ошибке.

public (java.lang.String):void;

maxstack 4;

maxlocals 2;

aload_0; %this

dup;

invokespecial java.lang.Object::():void;

aload_1; %arg1

begin_try:

invokestatic java.lang.Integer::parseInt(java.lang.String):int;

dup;

iconst_0;

if_icmpge end_try;

new java.lang.Exception;

dup;

invokespecial java.lang.Exception::():void;

athrow;

end_try:

putfield @::m_i:int;

return;

exception:

pop;