Kod bajtowy - Polski Serwis Naukowy

Kod bajtowy (ang. bytecode) – nazwa reprezentacji kodu używanej przez maszyny wirtualne oraz przez niektóre kompilatory. Kod składa się z ciągu instrukcji (których kody operacji mają zwykle długość jednego bajta, stąd nazwa), które nie odpowiadają bezpośrednio instrukcjom procesora i mogą zawierać instrukcje wysokiego poziomu (takie jak np. stwórz obiekt klasy X, połącz dwa łańcuchy itd.), jednak w przeciwieństwie do kodu źródłowego wymagają analizy tylko pojedynczych poszczególnych operacji.

Kod operacji (ang opcode) - w informatyce jest to liczba, będąca fragmentem rozkazu przekazywanego do wykonania do procesora, która informuje jaka operacja ma być wykonana. Każde polecenie assemblera jak add, sub, itd. posiada swój numer, na który jest zamieniane podczas kompilacji do kodu maszynowego. Zbiór kodów dla danego procesora jest określany w jego modelu programowym.

Procesor (ang. processor), także CPU (ang. Central Processing Unit) – urządzenie cyfrowe sekwencyjne, które pobiera dane z pamięci, interpretuje je i wykonuje jako rozkazy. Wykonuje on ciąg prostych operacji (rozkazów) wybranych ze zbioru operacji podstawowych określonych zazwyczaj przez producenta procesora jako lista rozkazów procesora.

W przeciwieństwie do maszyn fizycznych, które prawie zawsze są maszynami rejestrowymi, większość (choć nie wszystkie) maszyn wirtualnych to maszyny stosowe.

Języki i środowiska wykorzystujące kod pośredni

Do najbardziej znanych języków programowania wykorzystujących kod pośredni zaliczyć można:

Javę (Kod bajtowy Javy),

Perl (Kod bajtowy Perla),

Python,

C#,

OBA w środowisku .NET

oraz urządzenia z system Android, które wykorzystują maszynę wirtualną Dalvik

Android – system operacyjny dla urządzeń przenośnych takich jak telefony komórkowe, tablety PC i netbooki. Android jest rozwijany przez Google i oparty na jądrze Linux oraz oprogramowaniu GNU. Początkowo był rozwijany przez firmę Android Inc. (kupioną później przez Google), później przeszedł pod skrzydła Open Handset Alliance.

Python – interpretowany, interaktywny język programowania stworzony przez Guido van Rossuma w 1990. Python posiada w pełni dynamiczny system typów i automatyczne zarządzanie pamięcią, jest zatem podobny do takich języków, jak Tcl, Perl, Scheme czy Ruby.

Przykład

Perl

Przykład kodu bajtowego Perla, źródło:

sub hello
{
        print "Hello, ", $_[0], "\n"
}

$x = "world!";
hello($x)

generuje kod pośredniczący funkcji głównej:

OP     (0x815e2b0) enter
COP    (0x8168838) nextstate
SVOP   (0x81c9e20) const [5] PV (0x8165508) "world!"
PADOP  (0x8168950) gvsv  GV (0x814ccd4) *x
BINOP  (0x8168810) sassign
COP    (0x81688b8) nextstate
OP     (0x815e270) pushmark
PADOP  (0x81697f8) gvsv  GV (0x814ccd4) *x
PADOP  (0x8168d80) gv  GV (0x814cce0) *hello
UNOP   (0x815e290) entersub [4]
LISTOP (0x8150990) leave [1]

oraz procedury hello:

Kompilator (. Proces ten nazywany jest kompilacją. W informatyce pojęciem kompilatora określa się najczęściej program do tłumaczenia kodu źródłowego w języku programowania na język maszynowy. Niektóre z nich tłumaczą najpierw do języka asemblera, a ten na język maszynowy jest tłumaczony przez asembler.

.NET Framework, w skrócie .NET (wym. dot net) – platforma programistyczna opracowana przez Microsoft, obejmująca środowisko uruchomieniowe (Common Language Runtime – CLR) oraz biblioteki klas dostarczające standardowej funkcjonalności dla aplikacji. Technologia ta nie jest związana z żadnym konkretnym językiem programowania, a programy mogą być pisane w jednym z wielu języków – na przykład C++/CLI, C#, J#, Delphi 8 dla .NET, Visual Basic .NET. Zadaniem platformy .NET Framework jest zarządzanie różnymi elementami systemu: kodem aplikacji, pamięcią i zabezpieczeniami. W środowisku tym można tworzyć oprogramowanie działające po stronie serwera internetowego (IIS) oraz pracujące na systemach, na które istnieje działająca implementacja tej platformy. Z racji jej pochodzenia najpełniej obsługiwane są systemy z rodziny Microsoft Windows, jednak ponieważ zasadnicza część platformy została zgłoszona jako standard ECMA, powstają także jego niezależne wdrożenia, np. Mono i dotGNU.

COP    (0x8150958) nextstate
OP     (0x81508a8) pushmark
SVOP   (0x8150998) const [3] PV (0x81654f8) "Hello, "
PADOP  (0x8168a00) aelemfast  GV (0x814cbc0) *_
SVOP   (0x8150900) const [4] PV (0x816551c) "\n"
LISTOP (0x8168a58) print
UNOP   (0x81687b0) leavesub [1]

Java

Przykład kodu w Javie, źródło:

Kod bajtowy Javy – lista instrukcji do wykonania przez wirtualną maszynę Javy (JVM). Każdy kod operacji kodu bajtowego ma jeden bajt długości, chociaż niektóre kody operacji wymagają parametrów, co sprawia, że mamy dużo wielobajtowych instrukcji. Nigdy nie użyto wszystkich możliwych 256 kodów operacyjnych.

Definicja intuicyjna: Java (wym. "dżawa") to język programowania. Programy napisane w Javie można uruchamiać na wielu urządzeniach, takich jak telefony komórkowe lub komputery oraz pod różnymi systemami operacyjnymi, przy użyciu Wirtualnej maszyny Javy, która musi być w danym środowisku zainstalowana.

  outer:
  for (int i = 2; i < 1000; i++) {
      for (int j = 2; j < i; j++) {
          if (i % j == 0)
              continue outer;
      }
      System.out.println (i);
  }

Kompilator Javy generuje następujący kod bajtowy:

  0:   iconst_2
  1:   istore_1
  2:   iload_1
  3:   sipush  1000
  6:   if_icmpge       44
  9:   iconst_2
  10:  istore_2
  11:  iload_2
  12:  iload_1
  13:  if_icmpge       31
  16:  iload_1
  17:  iload_2
  18:  irem
  19:  ifne    25
  22:  goto    38
  25:  iinc    2, 1
  28:  goto    11
  31:  getstatic       #84; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
  34:  iload_1
  35:  invokevirtual   #85; //Method java/io/PrintStream.println:(I)V
  38:  iinc    1, 1
  41:  goto    2
  44:  return