读懂IL代码就这么简单(二)

一 前言

  IL系列 第一篇写完后 得到高人指点,及时更正了文章中的错误,也使得我写这篇文章时更加谨慎,自己在了解相关知识点时,也更为细致。个人觉得既然做为文章写出来,就一定要保证比较高的质量,和正确率 。感谢 @冰麟轻武 的指点

你没有看第一篇?  点这里看第一篇 读懂IL代码就这么简单(一)  

IL指令大全 :IL指令详解

IL反编译工具: ILDasm

知识点回顾:

Managed Heap(托管堆):用于存放引用类型的值

Evaluation Statck(计算栈):临时存放值类型数据,引用类型地址的堆栈(这个是栈,所以遵循栈的操作特点,先进后出)

Call Stack(调用栈):其中的Record Frame 用于存放.locals init(int32 V_0)指令的参数值如:V_0 (Record Frame是一个局部变量表,所以不遵守FILO原则 )

 

二 指令详解(基本介绍)

2.1 知识点介绍

  在第一篇时,我只详细的写了值类型的IL指令,这一篇会主要以引用类型为主,这一篇会有装箱操作,所以先写一下装箱操作在内存中是如何操作的

装箱操作:1 内存分配,在托管堆中分配内存空间,2 将值类型的字段拷贝到新分配的内存中,3 将托管堆中的对象地址返回给新的对象

操作过程如下图

 

C#代码 

复制代码
 1         /*
 2          Author:zery-zhang
 3          BlogAddress:http://www.cnblogs.com/zery/
 4          */
 5         static void Main(string[] args)
 6         {
 7             string name = "Zery";
 8             int age = 22;
 9             Console.WriteLine(age.ToString() + name);//已ToString的操作
10             Console.WriteLine(age+name);//未ToString操作
11 
12         }
复制代码

IL代码 

复制代码
 1     /*
 2         Author:zery-zhang
 3         BlogAddress:http://www.cnblogs.com/zery/
 4     */
 5     .method private hidebysig static void  Main(string[] args) cil managed
 6 {
 7   .entrypoint
 8   // Code size       48 (0x30)
 9 
10  //以下代码 完成 C#代码中初始化变量的操作
11 
12   //计算栈(Evaluation Stack) 可容纳数据项的最大个数
13   .maxstack  2              
14    //定义并初始化参数 并存入 局部变量表(Record Frame)中
15   .locals init (string V_0,int32 V_1) 
16   IL_0000:  nop
17   //把字符串压入计算栈(Evaluation Stack)中
18   IL_0001:  ldstr      "Zery"   
19   // 从计算栈中弹出("Zery")字符,并赋值给局部变量表中第0个位置的元素V_0
20   IL_0006:  stloc.0       
21   //把整数22压入计算栈中  
22   IL_0007:  ldc.i4.s   22    
23   //把整数22弹出,并赋值给局部变量表中第1个位置的元素V_1
24   IL_0009:  stloc.1             
25 
26   //以下代码完成C#中的输出操作
27 
28   //取出局部变量表中V_1元素的值 "22" (copy)并压入计算栈中
29   IL_000a:  ldloca.s   V_1 
30   //弹出刚刚压入的值("22")调用ToString方法转成string类型并将引用存入计算栈中
31   IL_000c:  call       instance string [mscorlib]System.Int32::ToString() 
32    //取出局部变量表中第0个位置元素(V_0)的值("Zery")压入计算栈中(此时计算栈中有两个值,指向推管堆中"22"的引用地址和字符串"Zery")
33   IL_0011:  ldloc.0            
34    //弹出计算栈中两个值调用String的Concat方法把字个字符拼接存入托管堆中(Managed Heap )并返回地址压入计算栈中
35   IL_0012:  call       string [mscorlib]System.String::Concat(string,string)   
36    //调用输出方法,调用输出方法后计算栈中的值(指向托管堆字符的地址)会被回收 。
37   IL_0017:  call       void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) 
38 
39   //未ToString的操作
40   IL_001c:  nop
41    //取局部变量表中第1个位置的元素V_1的值("22") 压入计算栈中
42   IL_001d:  ldloc.1              
43    //把刚刚压入的整数22 装箱并返回指向托管堆的地址存入计算栈中
44   IL_001e:  box        [mscorlib]System.Int32   
45    //取局部变量表中第0个位置的f元素V_0的值("Zery")并压入计算栈中
46   IL_0023:  ldloc.0              
47    //弹出计算栈中两个值调用String的Concat方法把字个字符拼接存入托管堆中(Managed Heap )并返回地址压入计算栈中
48   IL_0024:  call       string [mscorlib]System.String::Concat(object,object)   
49    //调用输出方法
50   IL_0029:  call       void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)        
51   IL_002e:  nop
52    //标记返回
53   IL_002f:  ret               
54 } // end of method Program::Main
复制代码

2.2 IL指令详解

  .maxstack:计算栈(Evaluation Stack)可容纳数据项的最大个数

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

  ldloc.:把Call Stack里的Record Frame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

  box:执行装箱操作

  ret: 即return  标记返回

 

 

 

三 指令详解(深入介绍)

 

如果看代码中的注释你还不是很理解,那就看看下面的图解过程吧,如果每一步都画图,那工程太大了,所以我会把简单的的步组合成一张图并做上注释

先画初始化的代码详解图  注:为了减少图片所以栈的弹出与压入操作就省去了,都只画出了结果

 

IL_0001: ldstr "Zery"
IL_0006: stloc.0
IL_0007: ldc.i4.s 22
IL_0009: stloc.1

因为字符串是引用类型,所以是保存在托管堆中,而栈中只保存对字符引用的地址,可以看到图中的字符串是在托管中的,而计算栈中只保存了引用

 

IL_000a: ldloca.s V_1
IL_000c: call instance string [mscorlib]System.Int32::ToString()
IL_0011: ldloc.0
IL_0012: call string [mscorlib]System.String::Concat(string,string)
IL_0017: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)

 

 

IL_001d: ldloc.1
IL_001e: box [mscorlib]System.Int32
IL_0023: ldloc.0
IL_0024: call string [mscorlib]System.String::Concat(object,
object)
IL_0029: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)

装箱的过程图在上面已给出此处只把结果画出

 

 

 

四 总结

  1 用两篇把 值类型与引用类型在内存中不同的位置与不同的操作详细的写了,我觉得还是很有必要的,因为所有的数据类型由这两种类型组成,把这两种类型的操作了解了

看其它IL指令就是透过本质看现象了。

     2  关于画图,我觉得画图是程序员必学的知识,牛X的程序员画出来的,系统架构图,系统设计图等都是很有结构很清晰的。我的画图技能还有太多不足,只是画这种简单的图都觉得,无法完美的表达自己头脑所想的那样,  

 

 

引用至 :http://www.cnblogs.com/zery/p/3376973.html

posted @ 2016-05-26 18:06  Mr▪King  阅读(193)  评论(0编辑  收藏  举报