代码大全 MSIL语言程序设计
.NET平台的编译器会将高级语言(C#,VB.NET,F#)编译成MSIL(微软中间语言)格式。熟悉MSIL语言，可以读懂一些加密程序混淆过的算法，这些算法几乎不能还原成高级语言，但是可以还原成MSIL语言。也可以知道一些高级语言之外的关于CLR的特性，比如多模块程序集，全局静态方法等等。一些.NET保护加密程序也是运用MSIL平台的特性。
阅读本篇文章，假设您已经对这个语言有基本的了解，我会列举这个语言的基本语言应用例子，供参考。
1 Hello world
.method static void main() { .entrypoint .maxstack 1 ldstr "Hello world!" call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) ret }
在控制台上打印Hello world字符串。MSIL以entrypoint表示入口方法，而不一定是C#中规定的Main方法。
2 使用局部变量
.locals init (int32 first,
int32 second,
int32 result)
上面的语法，定义了三个局部变量，它的名称分别是first,sencond,result。
下面的代码读取用户在控制台上的输入值，并调用Parse方法，把结果保存在first局部变量中。
ldstr "First number: " call void [mscorlib]System.Console::Write(string) call string [mscorlib]System.Console::ReadLine() call int32 [mscorlib]System.Int32::Parse(string) stloc first
调用add方法，将frist和second的值加起来，保存到resutl局部变量中
ldloc first ldloc second add stloc result
最后，在控制台上打印结果值
ldstr "{0} + {1} = {2}" ldloc first box int32 ldloc second box int32 ldloc result box int32 call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string, object, object, object)
因为三个局部变量是int32类型，调用WriteLine方法时要传入object类型，所以要装箱(box)。
3 定义类型
新建一个calss/enum/struct即为定义一种新的程序类型，扩展.NET本身已有的类型和功能。
.class Kerr.RealEstate.House { .method public void .ctor() { .maxstack 1 ldarg.0 // push "this" instance onto the stack call instance void [mscorlib]System.Object::.ctor() ret } }
定义一个静态类型
.class abstract sealed Kerr.RealEstate.MortgageCalculator { /* members */ }
注意下面的代码，它展示了MSIL命名空间的用法。可以直接把calss放在namespace里面，用大括号括起来，或是像本段的第一个代码所表达的，直接写完整的命名空间(C#中不支持这样的写法)。
.namespace Kerr.RealEstate { .class abstract sealed MortgageCalculator { /* members */ } }
下面的代码演示新定义的类型继承于现有的类型，和Java的语法相似。
.class Kerr.RealEstate.RoomList extends [System.Windows.Forms]System.Windows.Forms.ListView implements Kerr.IView { /* members */ }
定义一个接口，然后实现这个接口
.class interface Kerr.IView { /* members */ } .class Kerr.RealEstate.HouseData extends [mscorlib]System.ValueType { /* members */ }
4 定义类型成员
我在学习C++时，C++把类型成员区分为数据成员和方法成员，前者表示字段，后者表示方法。标准的C++书籍中从来不会把方法称作函数，所以一直以来养成习惯，函数只用来指SQL Server脚本中的函数，.NET代码中只有方法。
假设，我们正在定义下面的类型，将要为它添加方法
.class abstract Kerr.Sample.Object { }
静态构造方法和构造方法
.method static void .cctor() { .maxstack 1 ldstr ".cctor" call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) ret } .method public void .ctor() { .maxstack 1 ldarg.0 call instance void [mscorlib]System.Object::.ctor() ldstr ".ctor" call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) ret }
静态构造方法的调用时机时，当该类型的成员第一次被调用之前，先调用静态构造方法。
创建类型的实例，并存储在局部变量obj中
.locals (class TypeName obj) newobj void TypeName::.ctor() stloc obj
定义静态方法
.method static void StaticMethod() { /* impl */ }
定义实例方法
.method void InstanceMethod() { /* impl */ }
下面的代码演示如何调用静态方法和实例方法
call void TypeName::StaticMethod() ldloc obj call instance void TypeName::InstanceMethod()
定义虚拟方法，这种情况主要用在继承层次中，动态调用继承层次中重写的方法
.class House { .method public virtual void Buy() { .maxstack 1 ldstr "House::Buy" call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) ret } /* etc */ } .class TownHouse extends House { .method public virtual void Buy() { .maxstack 1 ldstr "TownHouse::Buy" call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) ret } /* etc */ }
下面的代码演示了多态的应用，MSIL版本，请参考下面代码
newobj instance void House::.ctor() stloc house newobj instance void TownHouse::.ctor() stloc townHouse ldloc house call instance void House::Buy() ldloc townHouse call instance void TownHouse::Buy() ldloc townHouse call instance void House::Buy() ldloc townHouse callvirt instance void House::Buy()
最后在控制台上的输入结果是
House::Buy TownHouse::Buy House::Buy TownHouse::Buy
5 异常处理
MSIL是一种面向对象的语言，它的异常处理的基本指令格式
.try { /* protected code */ leave.s _CONTINUE } <exception handler> _CONTINUE:
来看一个例子，它读取字符串值，调用Int32.Parse分析字符串，返回字符串代表的整型值
.try { ldstr "I'm not a number" // ldnull // ldstr "123" call int32 [mscorlib]System.Int32::Parse(string) leave.s _CONTINUE } catch [mscorlib]System.ArgumentNullException { callvirt instance string [mscorlib]System.Exception::get_Message() call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) leave.s _CONTINUE } catch [mscorlib]System.FormatException { callvirt instance string [mscorlib]System.Exception::get_Message() call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) leave.s _CONTINUE }
上面的代码会抛出格式异常，异常会被FormaException截获，它会在控制台上打印异常信息。
异常过滤器
.try { // ldstr "I'm not a number" ldnull // ldstr "123" call int32 [mscorlib]System.Int32::Parse(string) leave.s _CONTINUE } filter { ldstr "filter evaluation\n\t" call void [mscorlib]System.Console::Write(string) callvirt instance string [mscorlib]System.Exception::get_Message() call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) ldc.i4.1 endfilter } { ldstr "filter handler\n\t" call void [mscorlib]System.Console::Write(string) callvirt instance string [mscorlib]System.Exception::get_Message() call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) leave.s _CONTINUE }
try 语句中的代码会抛出null异常，过滤器拦截此异常，并把true压入堆栈，表示已经处理此异常，方法返回。
finally语句用最终都会被执行，比如要释放非托管资源，数据库连接等等
.try { /* protected code */ leave.s _CONTINUE } finally { /* cleanup code */ endfinally }
fault处理语句，try语句执行完毕后，进入fault语句，只能与try语句块一起使用。与C#中的using(using(Object i=new Ojbect()); )用法相似，保证Dispose方法一定会被调用。
.try { /* protected code */ leave.s _CONTINUE } fault { /* cleanup code */ endfault }
6 控制流程
IF-ELSE语句
C#方法定义如下
void Send(string message) { if (null == message) { throw new ArgumentNullException("message"); } /* impl */ }
翻译成MSIL语言，代码如下
.method void Send(string message) { .maxstack 2 ldnull ldarg message ceq ldc.i4.0 ceq brtrue.s _CONTINUE ldstr "message" newobj instance void [mscorlib]System.ArgumentNullException::.ctor(string) throw _CONTINUE: /* impl */ ret }
FOR语句
C#语句的写法
for (int index = 0; 10 != index; ++index) { Debug.WriteLine(index); }
翻译成MSIL语言的写法
int index = 0; goto _CONDITION; _LOOP: ++index; _CONDITION: if (10 != index) { // for statements Debug.WriteLine(index); goto _LOOP; }
再来看一个FOR语句的例子
.locals init (int32 index)
br.s _CONDITION
_LOOP:
ldc.i4.1
ldloc index
add
stloc index
_CONDITION:
ldc.i4.s 10
ldloc index
beq _CONTINUE
// for statements
ldloc index
box int32
call void [System]System.Diagnostics.Debug::WriteLine(object)
br.s _LOOP
_CONTINUE:
7 类型转换
MSIL代码例子，请看下面的代码
.locals init (int32 small,
int64 big)
// Int32 small = 123;
ldc.i4.s 123
stloc small
// Int64 big = small;
ldloc small
conv.i8
stloc big
// small = static_cast<Int32>(big);
ldloc big
conv.i4
stloc small
对应的C#语句是
Int32 small = 123; Int64 big = small; small = static_cast<Int32>(big);
逐语句的对比分析
.locals init (int32 small,
int64 big)
// Int32 small = 123;
ldc.i4.s 123
stloc small
// Int64 big = small;
ldloc small
conv.i8
stloc big
// small = static_cast<Int32>(big);
ldloc big
conv.i4
stloc small
8 FOREACH语句
FOREACH语句应该是C#发明的，未见其它语言有此语言，以安全快速的方法遍历一个集合。
来看下面的这个例子，C++语言的例子
array<int>^ numbers = gcnew array<int> { 1, 2, 3 }; for each (int element in numbers) { Console::WriteLine(element); }
翻译成MSIL语言之后，代码如下面所示
.locals init (int32[] numbers,
int32 index)
// Create the array
ldc.i4.3
newarr int32
stloc numbers
// Populate the array
ldloc numbers
ldc.i4.0 // index
ldc.i4.1 // value
stelem.i4
ldloc numbers
ldc.i4.1 // index
ldc.i4.2 // value
stelem.i4
ldloc numbers
ldc.i4.2 // index
ldc.i4.3 // value
stelem.i4
br.s _CONDITION
_LOOP:
ldc.i4.1
ldloc index
add
stloc index
_CONDITION:
ldloc numbers
ldlen
ldloc index
beq _CONTINUE
// for each statements
ldloc numbers
ldloc index
ldelem.i4
call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(int32)
br.s _LOOP
_CONTINUE:
再来看稍微复杂一点的例子
Collections::ArrayList numbers(3); numbers.Add(1); numbers.Add(2); numbers.Add(3); for each (int element in %numbers) { Console::WriteLine(element); }
翻译成MSIL语言的代码如下面所示
.locals init (class [mscorlib]System.Collections.ArrayList numbers, class [mscorlib]System.Collections.IEnumerator enumerator) // Create the array ldc.i4.3 newobj instance void [mscorlib]System.Collections.ArrayList::.ctor(int32) stloc numbers // Populate the array ldloc numbers ldc.i4.1 box int32 callvirt instance int32 [mscorlib]System.Collections.ArrayList::Add(object) pop ldloc numbers ldc.i4.2 box int32 callvirt instance int32 [mscorlib]System.Collections.ArrayList::Add(object) pop ldloc numbers ldc.i4.2 box int32 callvirt instance int32 [mscorlib]System.Collections.ArrayList::Add(object) pop // Get the enumerator ldloc numbers callvirt instance class [mscorlib]System.Collections.IEnumerator [mscorlib]System.Collections.IEnumerable::GetEnumerator() stloc enumerator br.s _CONDITION _CONDITION: ldloc enumerator callvirt instance bool [mscorlib]System.Collections.IEnumerator::MoveNext() brfalse.s _CONTINUE // for each statements ldloc enumerator callvirt instance object [mscorlib]System.Collections.IEnumerator::get_Current() call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(object) br.s _CONDITION _CONTINUE:
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