MSIL入門(一)C#代碼與IL代碼對比

来源:https://www.cnblogs.com/yyfh/archive/2020/07/05/13251372.html

基礎概念 Microsoft中間語言(MSIL),也成為通用中間語言(CIL),是一組與平臺無關的指令,由特定於語言的編譯器從源代碼生成。MSIL是獨立於平臺的,因此,他可以在任何公共語言基礎架構支持特定的環境上執行。 通過JIT編譯器將MSIL轉換為特定電腦環境的特定機器代碼。這是在執行MSIL ...


基礎概念

Microsoft中間語言(MSIL),也成為通用中間語言(CIL),是一組與平臺無關的指令,由特定於語言的編譯器從源代碼生成。MSIL是獨立於平臺的,因此,他可以在任何公共語言基礎架構支持特定的環境上執行。

通過JIT編譯器將MSIL轉換為特定電腦環境的特定機器代碼。這是在執行MSIL之前完成的,同樣,MSIL在需求的基礎上轉換為機器代碼,既JIT編譯器根據需要而不是整個MSIL進行編譯。

公共語言運行時(CLR)中的執行過程:執行過程包括創建MSIL以及通過JIT編譯器將MSIL轉換為機器代碼,如下所示:

  • 在CLR的編譯期間,特定於語言的編譯器會將源代碼轉換為MSIL。此外,與MSIL一起,在編譯中還會生成元數據。元數據包含諸如代碼中類型的定義和簽名,運行時信息等信息。
  • 通過組裝MSIL,可以創建一個公共語言基礎結構(CLI)組裝。該程式集基本上是用於安全性,部署,版本控制等已編譯的代碼庫,它具有兩種類型,進程程式集(EXE)和程式集(DLL)。
  • 然後JIT編譯器將Microsoft中間語言(MSIL)轉換為特定於JIT編譯器運行所在的電腦環境的機器代碼。MSIL在需求的基礎上轉換器為機器代碼,即JIT編譯器根據需要而不是整個MSIL進行編譯。
  • 然後,由JIT編譯器獲得的機器代碼由電腦的處理器執行。

列印字元串

static void Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine("HelloWord!");
}

.entrypoint 定義程式的入口點,該函數在程式啟動時由.NET運行庫調用

.maxstack 定義函數代碼所用堆棧的最大深度

.ldstr string把一個字元串常量裝入堆棧

call function(parameters)調用靜態函數,函數的參數必須在函數調用前裝入堆棧

pop 取出棧頂的值,當我們不需要把值存入變數時使用

ret 從當前方法返回,並將返回值(如果存在)從調用方的計算堆棧推送到被調用方的計算堆棧上。

  .method private hidebysig static void
    Main(
      string[] args
    ) cil managed
  {
    .entrypoint //主函數,程式的入口
    .maxstack 8 //棧的最大深度。

    // [8 9 - 8 10] 
    IL_0000: nop //什麼都不做

    // [9 13 - 9 45]
    IL_0001: ldstr        "HelloWord!" //把字元串壓入堆棧
    IL_0006: call         void [System.Console]System.Console::WriteLine(string) //調用WriteLine
    IL_000b: nop //什麼都不做

    // [10 9 - 10 10]
    IL_000c: ret //return

  } // end of method Program::Main

數據運算

add 2個值相加。命令的參數必須在調用前裝入堆棧,該函數從堆棧中移除參數並把運算後的結果壓入堆棧。

sub 2個值相減

mul 2個值相乘

static void Main(string[] args)
{
    int x = 1;
    Console.WriteLine(x * 3 + 1 - 1);
}
  .method private hidebysig static void
    Main(
      string[] args
    ) cil managed
  {
    .entrypoint  //主函數,程式的入口
    .maxstack 2  //棧的最大深度
    .locals init (
      [0] int32 x,
      [1] int32 y,
      [2] int32 z //本地變數定義,定義int類型的 x、y、z
    )

    // [8 9 - 8 10]
    IL_0000: nop //什麼都不做

    // [9 13 - 9 23]
    IL_0001: ldc.i4.1  //把x的值放到計算堆棧上
    IL_0002: stloc.0  //把計算堆棧頂部的值(x)放到調用堆棧索引0處

    // [10 13 - 10 23]
    IL_0003: ldc.i4.3 //把z的值放到計算堆棧上
    IL_0004: stloc.1      //把計算堆棧頂部的值(y)放到調用堆棧索引1處

    // [11 13 - 11 23]
    IL_0005: ldc.i4.1 //把x的值放到計算堆棧上
    IL_0006: stloc.2      //把計算堆棧頂部的值(z)放到調用堆棧索引2處

    // [12 13 - 12 46]
    IL_0007: ldloc.0       //把調用堆棧索引為0處的值複製到計算堆棧
    IL_0008: ldloc.1      //把調用堆棧索引為1處的值複製到計算堆棧
    IL_0009: mul //相乘
    IL_000a: ldloc.2  //把調用堆棧索引為2處的值複製到計算堆棧
    IL_000b: add //相加
    IL_000c: ldloc.2      //把調用堆棧索引為2處的值複製到計算堆棧
    IL_000d: sub //相減
    IL_000e: call         void [System.Console]System.Console::WriteLine(int32) //調用WriteLine
    IL_0013: nop //什麼都不做

    // [13 9 - 13 10]
    IL_0014: ret //return

  } // end of method Program::Main

Reference

https://www.geeksforgeeks.org/cil-or-msil-microsoft-intermediate-language-or-common-intermediate-language/


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