Ассемблер для платформы Java

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Ассемблер для платформы Java

Ассемблер для платформы Java

52

• Содержание. 1
• Содержание. 2
• Введение. 3
• Постановка задачи. 4
• Формат файла класса. 5
• Структура файла класса. 5
• Типы элементов Constant_pool 6
• Формат структуры field_info 7
• Формат структуры method_info 7
• Формат атрибута Code. 8
• Работа JVM 10
• Система команд JVM. 12
• Синтаксис языка ассемблера для платформы Java (языка JASM). 14
• Тестовые примеры. 18
• 1. 18
• 2. 19
• 3. 20
• Проектирование и реализация компилятора. 25
• Заключение. 30
• Использованная литература. 31

ClassFile {

     u4 magic;

     u2 minor_version;

     u2 major_version;

     u2 constant_pool_count;

     cp_info constant_pool[constant_pool_count-1];

     u2 access_flags;

     u2 this_class;

     u2 super_class;

     u2 interfaces_count;

     u2 interfaces[interfaces_count];

     u2 fields_count;

     field_info fields[fields_count];

     u2 methods_count;

     method_info methods[methods_count];

     u2 attributes_count;

     attribute_info attributes[attributes_count];

    }

(здесь и далее u1, u2, u4 - целые числа размером 8, 16 и 32 бит с порядком байтов старший байт по младшему адресу). Рассмотрим последовательно все поля.

· magic - так называемое магическое число, имеющее в шестнадцатеричной записи вид 0xCAFEBABE;

· minor_version, major_version - версия формата файла, по ней определяется совместимость данного файла с конкретной версией JVM;

· constant_pool_count - количество элементов в Constant_pool плюс единица;

· constant_pool - область констант - массив структур переменного размера, представляющих те или иные константные значения. Обращения в область констант производятся по индексу (индексация начинается с единицы; индексы, следующие за позициями констант, представляющих числа типов long и double, не используются). Форматы констант различных видов будут рассмотрены ниже;

· access_flags - комбинация битовых флагов, определяющих права доступа и некоторые другие характеристики класса:

· this_class, super_class - индексы структур в области констант, ссылающихся на данный класс и его класс-предок;

· interfaces_count - число интерфейсов, реализуемых данным классом;

· interfaces - массив индексов структур в области констант, ссылающихся на интерфейсы, реализуемые данным классом;

· fields_count - количество полей в данном классе;

· fields - массив структур field_info, описывающих поля класса. Формат структуры field_info будет рассмотрен ниже;

· methods_count - количество методов;

· methods - массив структур method_info, описывающих методы класса. Формат структуры mettho_info будет рассмотрен ниже. Конструкторы и статические инициализаторы представляются методами со специальными именами <init> и <clinit>;

· attributes_count - количество атрибутов класса;

· attributes - массив структур-атрибутов класса (поля, методы и байт-код методов также могут иметь свои атрибуты). Каждая такая структура в начале имеет два обязательных поля, описывающих тип атрибута и его размер. К классу могут быть применены следующие стандартные атрибуты: SourceFile - указывает на файл исходного текста, из которого был получен данный файл класса, и Deprecated - класс оставлен для совместимости со старым кодом и его использование не рекомендуется. Возможно создание атрибутов нестандартных типов, но они будут игнорироваться средой выполнения.

field_info {

     u2 access_flags;

     u2 name_index;

     u2 descriptor_index;

     u2 attributes_count;

     attribute_info attributes[attributes_count];

     }

Здесь:

· access_flags - комбинация битовых флагов, определяющих права доступа и некоторые другие характерист ики поля:

· name_index - индекс строковой константы-имени поля в Constant Pool;

· descriptor_index - индекс строковой константы-дескриптора поля (описывает тип) в Constant Pool;

· attributes_count - число атрибутов поля;

· attributes - атрибуты поля. К полям могут быть применены стандартные атрибуты Deprecated (см. выше), Synthetic (поле создано компилятором и не объявлено явно в исходном тексте) и ConstantValue (инициализирующее значение для статического поля).

 method_info {

     u2 access_flags;

     u2 name_index;

     u2 descriptor_index;

     u2 attributes_count;

     attribute_info attributes[attributes_count];

     }

Здесь:

· access_flags - битовые флаги, определяющие права доступа и некоторые дополнительные свойства метода:

· name_index, descriptor_index, attributes_count - аналогично field_info;

· attributes - атрибуты метода. Методы могут иметь следующие стандартные атрибуты:

o Deprecated, Synthetic - аналогично соответствующим атрибутам полей;

o Exceptions - описание исключений, которые может генерировать метод. Нужно отметить, что обязательное описание исключений не является необходимым требованием для корректного выполнения;

o Code - собственно говоря, байт-код метода.

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];

    }

Здесь:

· attribute_name_index, attribute_length - стандартные для любого атрибута поля, описывающие его тип и размер;

· max_stack - предельный размер стека операндов для метода;

· max_locals - предельное количество локальных переменных метода (включая формальные параметры);

· code_length - размер байт-кода метода в байтах;

· code - собственно говоря, байт-код;

· exception_table_length - количество защищенных блоков;

· exception_table - таблица защищенных блоков (обработчиков исключений). Каждая ее запись имеет следующие поля:

o start_pc - индекс начала защищенного блока в массиве байт-кода,

o end_pc - индекс конца защищенного блока,

o handler_pc - индекс начала обработчика,

o catch_type - тип обрабатываемого исключения (индекс в Constant Pool) или 0 для блока try ... finally;

· attributes_count - число атрибутов;

· attributes - атрибуты кода метода. Могут использоваться стандартные атрибуты LineNumberTable и LocalVariableTable, содержащие отладочную информацию.

[модификаторы_доступа] class <имя_класса>;

[extends <базовый класс>;]

[implements <интерфейс_1>, <интерфейс_2>, ... , <интерфейс_n>;]

[fields;

<описания_полей>

]

[methods;

<описания_методов>

]

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 <init> и <clinit> 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] <имя_поля>:<тип_поля> [=<начальное значение>];

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:

[<модификаторы_доступа>] <имя_метода>(<тип_параметра_1>,<тип_параметра_2>, ... ,<тип_параметра_n>):<тип_возвращаемого_значения> [throws <класс_исключения_1>, ... , <класс_исключения_n>];

% для методов с модификатором abstract нижележащая часть описания

% отсутствует

maxstack <число>;

maxlocals <число>;

[<метка_1>:]

<команда_1>;

...

[<метка_n>:]

<команда_n>;

[

protected_blocks;

finally <метка> : <метка> > <метка>;

...

<класс_исключения> <метка> : <метка> > <метка>;

]

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 <init> или <clinit> 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_<имя_команды>. 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;

· <мнемоническое_имя> @::<имя_поля>:<тип_поля>; Тип_поля - имя примитивного типа, принятое в языке Java, либо имя класса. Команды: getfield, putfield, getstatic, putstatic;

· <мнемоническое_имя> <полное_имя_класса>::<имя_метода>(<тип_параметра_1>, ... , <тип_параметра_n>):<тип_возвращаемого значения>; 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;

· <мнемоническое_имя> <полное_имя_класса>; Такой формат имеют следующие команды: anewarray, checkcast, instanceof, new;

· <мнемоническое_имя> <целое_число_индекс_переменной> <целое_число>; Команды: iinc, wide_iinc;

· <мнемоническое_имя> <тип> <константа>; - 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 <имя_интерфейса>::<имя_метода>(<тип_аргумента_1>, ... , <тип_аргумента_2>):<тип_возвращаемого_значения> <целое_число>; - типы - аналогично другим командам вызова методов;

· multianewarray <полное_имя_класса> <число_измерений>;

· newarray boolean;

· tableswitch <число_1>:<число_n> default: <метка_0> <число_1>:<метка_1> ... <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:<метка_0> <число_1>:<метка_1> ... <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.

%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 <init>(java.lang.String):void;

maxstack 4;

maxlocals 2;

aload_0; %this

dup;

invokespecial java.lang.Object::<init>():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::<init>():void;

athrow;

end_try:

putfield @::m_i:int;

return;

exception:

pop;

getstatic java.lang.System::out:java.io.PrintStream;

ldc string "Invalid argument";

invokevirtual java.io.PrintStream::println(java.lang.String):void;

return;

protected_blocks;

java.lang.Exception

begin_try : end_try > exception;

end;

%возвращает сумму натуральных чисел от 1 до m_i.

public getSum():int;

maxstack 3;

maxlocals 2;

iconst_0;

istore_1;

aload_0; %this

getfield @::m_i:int;

loop:

dup;

iload_1; %result

iadd;

istore_1; %result

iconst_1;

isub;

dup;

iconst_0;

if_icmpgt loop;

pop;

iload_1; %result

ireturn;

end;

%возвращает значение поля m_i

public getI():int;

maxstack 1;

maxlocals 1;

aload_0; %this

getfield @::m_i:int;

ireturn;

end;

%файл Switches.jsm

public class Switches;

fields;

methods;

%оба метода функционально эквивалентны следующей функции, написанной на Java.

% static int function(int i) {

% switch(i) {

% case 1: return 2;

% case 2: return -1;

% default: return 0;

% }

% }

public static lookup(int):int;

maxstack 1;

maxlocals 1;

iload_0;

lookupswitch

default : l_def

1 : l_1

2 : l_2;

l_def:

iconst_0;

ireturn;

l_1:

iconst_2;

ireturn;

l_2:

iconst_m1;

ireturn;

end;

public static table(int):int;

maxstack 1;

maxlocals 1;

iload_0;

tableswitch 1:2

default : l_def

1 : l_1

2 : l_2;

l_def:

iconst_0;

ireturn;

l_1:

iconst_2;

ireturn;

l_2:

iconst_m1;

ireturn;

end;

%-------------------------------------------------------------%

%файл Figure.jsm

public interface Figure;

methods;

public abstract getArea():double;

%-------------------------------------------------------------%

%-------------------------------------------------------------%

%файл Circle.jsm

public class Circle;

implements Figure;

fields;

private m_radius:double;

methods;

public <init>(double):void;

maxstack 4;

maxlocals 3;

aload_0;

invokespecial java.lang.Object::<init>():void;

dload_1;

dconst_0;

dcmpg;

ifge l_endif;

new java.lang.IllegalArgumentException;

dup;

invokespecial java.lang.IllegalArgumentException::<init>():void;

athrow;

l_endif:

aload_0;

dload_1;

putfield @::m_radius:double;

return;

end;

public getArea():double;

maxstack 4;

maxlocals 1;

aload_0;

getfield @::m_radius:double;

aload_0;

getfield @::m_radius:double;

dmul;

ldc2_w double 3.14159265;

dmul;

dreturn;

end;

%-------------------------------------------------------------%

%-------------------------------------------------------------%

%файл Rectangle.jsm

public class Rectangle;

implements Figure;

fields;

private m_a:double;

private m_b:double;

methods;

public <init>(double, double):void;

maxstack 4;

maxlocals 5;

aload_0;

invokespecial java.lang.Object::<init>():void;

dload_1;

dconst_0;

dcmpl;

iflt l_error;

dload_3;

dconst_0;

dcmpl;

ifge l_endif;

l_error:

new java.lang.IllegalArgumentException;

dup;

invokespecial java.lang.IllegalArgumentException::<init>():void;

athrow;

l_endif:

aload_0;

dload_1;

putfield @::m_a:double;

aload_0;

dload_3;

putfield @::m_b:double;

return;

end;

public getArea():double;

maxstack 4;

maxlocals 1;

aload_0;

getfield @::m_a:double;

aload_0;

getfield @::m_b:double;

dmul;

dreturn;

end;

%-------------------------------------------------------------%

%-------------------------------------------------------------%

%файл Square.jsm

public class Square;

extends Rectangle;

methods;

public <init>(double):void;

maxstack 5;

maxlocals 3;

aload_0;

dload_1;

dload_1;

invokespecial Rectangle::<init>(double, double):void;

return;

end;

%-------------------------------------------------------------%

%-------------------------------------------------------------%

%файл MainClass.jsm

public class MainClass;

methods;

public <init>():void;

maxstack 1;

maxlocals 1;

aload_0;

invokespecial java.lang.Object::<init>():void;

return;

end;

public static main(java.lang.String[]):void;

maxstack 8;

maxlocals 7;

iconst_3;

anewarray Figure;

astore_1;

aload_1;

iconst_0;

new Circle;

dup;

ldc2_w double 10;

invokespecial Circle::<init>(double):void;

aastore;

aload_1;

iconst_1;

new Rectangle;

dup;

dconst_1;

ldc2_w double 2;

invokespecial Rectangle::<init>(double, double):void;

aastore;

aload_1;

iconst_2;

new Square;

dup;

ldc2_w double 3;

invokespecial Square::<init>(double):void;

aastore;

dconst_0;

dstore_2;

iconst_0;

istore 4;

l_50:

iload 4;

aload_1;

arraylength;

if_icmpge l_75;

dload_2;

aload_1;

iload 4;

aaload;

invokeinterface Figure::getArea():double, 1;

dadd;

dstore_2;

iinc 4, 1;

goto l_50;

l_75:

new java.io.BufferedReader;

dup;

new java.io.InputStreamReader;

dup;

getstatic java.lang.System::in:java.io.InputStream;

invokespecial java.io.InputStreamReader::<init>(java.io.InputStream):void;

invokespecial java.io.BufferedReader::<init>(java.io.Reader):void;

astore 4;

l_50:

aload 4;

invokevirtual java.io.BufferedReader::readLine():java.lang.String;

invokestatic java.lang.Double::parseDouble(java.lang.String):double;

dstore 5;

getstatic java.lang.System::out:java.io.PrintStream;

dload 5;

dload_2;

dadd;

invokevirtual java.io.PrintStream::println(double):void;

l_114:

goto l_127;

l_117:

astore 4;

getstatic java.lang.System::out:java.io.PrintStream;

ldc string "Error";

invokevirtual java.io.PrintStream::println(java.lang.String):void;

l_127:

return;

protected_blocks;

java.io.IOException l_75 : l_114 > l_117;

end;

%-------------------------------------------------------------%

Данная программа функционально эквивалентна следующему коду на Java (ассемблерный вариант создан на основе дизассемблированной с помощью утилиты javap Java-программы):

//-----------------------------------------------------------//

public interface Figure {

double getArea();

}

//-----------------------------------------------------------//

//-----------------------------------------------------------//

public class Circle implements Figure {

private double m_radius;

public Circle(double radius) {

if(radius<0)

throw new IllegalArgumentException();

m_radius = radius;

}

public double getArea() {

return m_radius*m_radius*Math.PI;

}

}

//-----------------------------------------------------------//

//-----------------------------------------------------------//

public class Rectangle implements Figure {

private double m_a;

private double m_b;

public Rectangle(double a, double b) {

if(!((a>=0)&&(b>=0)))

throw new IllegalArgumentException();

m_a = a;

m_b = b;

}

public double getArea() {

return m_a*m_b;

}

}

//-----------------------------------------------------------//

//-----------------------------------------------------------//

public class Square extends Rectangle {

public Square(double a) {

super(a, a);

}

}

//-----------------------------------------------------------//

//-----------------------------------------------------------//

import java.io.*;

public class MainClass {

public static void main(String[] args) {

Figure[] figures = new Figure[3];

figures[0] = new Circle(10);

figures[1] = new Rectangle(1, 2);

figures[2] = new Square(3);

double sum = 0;

for(int i = 0; i<figures.length; i++)

sum += figures[i].getArea();

try{

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

double d = Double.parseDouble(br.readLine());

System.out.println(d+sum);

} catch(IOException exc) {

System.out.println("Error!");

}

}

}

//-----------------------------------------------------------//