MSIL入門（一）C#代碼與IL代碼對比

基礎概念

Microsoft中間語言（MSIL），也成爲通用中間語言（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，所以，他能夠在任何公共語言基礎架構支持特定的環境上執行。

經過JIT編譯器將MSIL轉換爲特定計算機環境的特定機器代碼。這是在執行MSIL以前完成的，一樣，MSIL在需求的基礎上轉換爲機器代碼，既JIT編譯器根據須要而不是整個MSIL進行編譯。

公共語言運行時（CLR）中的執行過程：執行過程包括建立MSIL以及經過JIT編譯器將MSIL轉換爲機器代碼，以下所示：

• 在CLR的編譯期間，特定於語言的編譯器會將源代碼轉換爲MSIL。此外，與MSIL一塊兒，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。
• 經過組裝MSIL，能夠建立一個公共語言基礎結構（CLI）組裝。該程序集基本上是用於安全性，部署，版本控制等已編譯的代碼庫，它具備兩種類型，進程程序集（EXE）和程序集（DLL）。
• 而後JIT編譯器將Microsoft中間語言（MSIL）轉換爲特定於JIT編譯器運行所在的計算機環境的機器代碼。MSIL在需求的基礎上轉換器爲機器代碼，即JIT編譯器根據須要而不是整個MSIL進行編譯。
• 而後，由JIT編譯器得到的機器代碼由計算機的處理器執行。

打印字符串

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

.entrypoint 定義程序的入口點，該函數在程序啓動時由.NET運行庫調用

.maxstack 定義函數代碼所用堆棧的最大深度

.ldstr string把一個字符串常量裝入堆棧

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，當咱們不須要把值存入變量時使用

ret 從當前方法返回，並將返回值（若是存在）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，程序的入口
    .maxstack 8 //棧的最大深度。

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

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

    // [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，程序的入口
    .maxstack 2  //棧的最大深度
    .locals init (
      [0] int32 x,
      [1] int32 y,
      [2] int32 z //本地變量定義，定義int類型的 x、y、z
    )

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

    // [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       //把調用堆棧索引爲0處的值複製到計算堆棧
    IL_0008: ldloc.1      //把調用堆棧索引爲1處的值複製到計算堆棧
    IL_0009: mul //相乘
    IL_000a: ldloc.2  //把調用堆棧索引爲2處的值複製到計算堆棧
    IL_000b: add //相加
    IL_000c: ldloc.2      //把調用堆棧索引爲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 //什麼都不作

    // [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/