原文地址:http://www.cnblogs.com/zery/p/3366175.html

一前言

  感谢 @冰麟轻武 指出文章的错误之处,现已更正

  对于IL代码没了解之前总感觉很神奇,初一看完全不知所云,只听高手们说,了解IL代码你能更加清楚的知道你的代码是如何运行相互调用的,此言一出不明觉厉。

然后开始接触IL,了解了一段时后才发现原来读懂IL代码并不难。进入正题

 1.1  什么是IL

  IL是.NET框架中中间语言(Intermediate Language)的缩写。使用.NET框架提供的编译器可以直接将源程序编译为.exe或.dll文件,但此时编译出来的程序代码并不是CPU能直接执行的机器代码,而是一种中间语言IL(Intermediate Language)的代码(来源百度)

   1.2 为什么要了解IL

    在很多时候不明白代码是如何操作时就可以通过IL指令来解释,比如,装箱,拆箱是否只是听别人说或者书上讲是怎么怎么实现的,自己是否证实过呢?了解IL指令你可清楚看到是每一步是如何处理的

 1.3  怎么学IL

   世上有个定律叫“二八定律” ,80%的功能,只要用20%的技术就可以完成,但要完成另外20%可能就需要80%技术了,对于IL代码也是如此,有200多个指令,我们只需要用到其20%的指令就可以解决我们80%的问题了,所以我不会写太多,只是让大家能看懂普通的程序代码编译成IL代码后就行了,还有就是要多看,IL代码的每一条指令都是特定的意思,看得多了自然就懂了,当对自己代码有疑问时尝试看看它对应的IL代码,也许你会了解得更多。

IL指令大全  点这里

IL代码编译器 ILDasm   点这里

二 如何查看IL代码

  2.1 步骤

   1 编写代码并编译通过

  2  找到源文件的obj文件下的 .exe文件

3 导入到ILDasm中反编译成IL代码

上图

1 -2步                                                     3  导入到ILDasm中                      

      

ILDasm中图标含义

三  如何读IL(大致了解)

  以上步骤完成后我们就可以看到代码被编译后的IL代码,以下部份将会对每一条IL指令做详细的解释

C#代码

         static void Main(string[] args)
{
int i = ;
int j = ;
int k = ;
Console.WriteLine(i+j+k);
}

IL代码

// Call  Stack 是一个局部变量列表,用于存储 .locals init (int32 V_0,int32 V_1,int32 V_2)初始化后的参数 V_0,V_1,V_2

// Evaluation Stack 是一个栈 ldc.i4.2 这种指令都会先把值压入栈中等待操作

在第四段时大家可以理解得更清楚一点

  .method private hidebysig static void  Main(string[] args) cil managed
{
.entrypoint //程序入口
// Code size 19 (0x13)
.maxstack //定义函数代码所用堆栈的最大深度,也可理解为Call Stack的变量个数
//以下我们把它看做是完成代码中的初始化
.locals init (int32 V_0,int32 V_1,int32 V_2) //定义 int 类型参数 V_0,V_1,V_2 (此时已经把V_0,V_1,V_2存入了Call Stack中)
IL_0000: nop //即No Operation 没有任何操作,我们也不用管它
IL_0001: ldc.i4. //加载第一个变量"i"      (压入Evaluation Stack中)
IL_0002: stloc. //把"i"赋值给Call Stack中第0个位置(V_0)   
   IL_0003:  ldc.i4.    //加载第二个变量"j"       (压入Evaluation Stack中) 
IL_0004: stloc. //把"j"赋值给Call Stack中第1个位置(V_1)
   IL_0005:  ldc.i4.    //加载第三个变量"k"       (压入Evaluation Stack中)
IL_0006: stloc. //把 "k" 赋值给Call Stack中第2个位置(V_2)
    //上面代码初始化完成后要开始输出了,所要把数据从Call Stack中取出

   IL_0007:  ldloc.     //取Call Stack中位置为0的元素(V_0)的值("i"的值)  (相当于Copy一份值Call Stack中V_0的值。V_0本身的值是不变的)
IL_0008: ldloc. //取Call Stack中位置为1的元素(V_1)的值("j"的值)     (同上)
IL_0009: add // 做加法操作
IL_000a: ldloc. // 取出Call Stack中位置为2的元素(V_2)的值("k"的值)
IL_000b: add // 做加法操作
IL_000c: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(int32) //调用输出方法
IL_0011: nop
IL_0012: ret //即为 return 标记 返回值
} // end of method Program::Main

指令详解

.maxstack:代码中变量需要在Call Stack 中占用几个位置

.locals init (int32 V_0,int32  V_1,int32 V_2):定义变量并存入Call Stack中

nop:即No Operation 没有任何操作,我们也不用管它,

ldstr.:即Load String 把字符串加压入Evaluation Stack中

stloc.:把Evaluation Stack中的值弹出赋值到Call Stack中

ldloc.:把Call Stack中指定位置的值取出(copy)存入 Evaluation Stack中   以上两条指令为相互的操作stloc赋值,ldloc取值

call:  调用指定的方法

ret: 即return  标记返回

  每一句IL代码都加了注释后,是不是觉得IL代码其实并不难呢,因为它的每一条指令都是固定的,你只要记住了,看IL代码就比较轻松了。

四 如何读IL(深入了解)

4.1 提出问题

  有了上面的一点IL基础后,现在我们来深入一点点,

  有如下几个问题:

  1  当 ldc.i4.1 这一指定加载 “i” 这个变量后并没有马上赋值给Call Stack中的元素,而是要执行 stloc.0 后才赋值,那没赋值前是存在哪里的呢?

  2 ldloc.0  把元素取出来后,存在哪里的?

  3 add操作完成后值存在哪里?

4.2 概念引入

  Managed Heap:這是動態配置(Dynamic Allocation)的記憶體,由 Garbage Collector(GC)在執行時自動管理,整個 Process 共用一個

  Managed Heap(我理解为托管堆,存储引用类型的值)。

  Evaluation Stack:這是由 .NET CLR 在執行時自動管理的記憶體,每個 Thread 都有自己專屬的 Evaluation Stack(我理解为类似一个临时存放值类型数据的线程栈)

  Call Stack:這是由 .NET CLR 在執行時自動管理的記憶體,每個 Thread 都有自己專屬的 Call Stack。每呼叫一次 method,就會使得 Call Stack 上多了一個 Record     Frame;呼叫完畢之後,此 Record Frame 會被丟棄(我理解为一个局部变量表,用于存放.locals init(int32 V_0)指令的参数值如:V_0)

4.3  IL指令详解

 对三个名词做解释后现在我们再来仔细看看执行IL指令时,对应的变量是如何存放的

IL_0001:  ldc.i4.1    //加载第一个变量i  
首先对 ldc.i4.1 做下细解:变量的值为1 时IL指令就是ldc.i4.1 ,变量值为2 时IL指令就是ldc.i4.2,依此类推一直到ldc.i4.8
当为-1 时IL指令为ldc.i4.M1,当超过8时就是一个统一指令 ldc.i4.S

IL_0001:  ldc.i4.1    //加载第一个变量i
当执行这一条指令时会把变量i 的值压入Evaluation Stack中做临时存储


IL_0002:  stloc.0     //把i 赋值给Call Stack中第0个位置
当执行这一条指信时会把Evaluation Stack 中的 i 弹出赋值给Call Stack中的第0个位置


IL_0007:  ldloc.0     //取出Call Stack位置为0的元素 (i)
当执行这条指令时会将 Call Stack中的位置为0的元素的值取出(copy)压入Evaluation Stack 等待做加法的指令 Add

  IL_000b:  add         // 做加法操作
  add这一操作完成后,会把结果存在Evaluation Stack中等待下一步的指令操作
4.4 问题回答
  以上内容看完开始的问题相应也解决了
  1 ldc.i4.1 把值取出来后先存在 Evaluation Stack中 执行了stloc.0 后才会存入Call Stack中指定的元素中
  2 ldloc.0 把取出来后也是先压入 Evaluation Stack 等持指令
  3 add 操作完成后值是暂存于 Evaluation Stack中的 以上把IL指令是如何操作内存中的值做了一点很基本的介绍,让大家在了解IL指令时,知道是如何操作内存中的值的。我想对于理解IL指令或许更透彻一点。

五 总结


  这一篇只写了IL中最基本的几个指令,然后讲解了IL指令是如何操作内存中数据的。古人云:水得一口一口喝,路得一步一步走,步子迈得大了容易扯着蛋,慢慢来内容虽然少了点,但是还会有下篇的。下一篇还是会写IL的一些基本指令,我会结合我自己的理解,尽量把文字写得通俗一点,让大家更容易理解。

另外本人水平有限,难免会有理解错误的地方,如有发现,请指出!我会马上修改,以免误导他人。

如果您觉得本文能给您带来一点收获不妨点下 推荐 让更多的人了解IL,您的推荐是我源源不断的写作力
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