.Net8顶级技术:边界检查之IR解析(二）
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了.Net8顶级技术:边界检查之IR解析(二）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
前言
IR技术应用在各个编程语言当中，它属于JIT的核心部分，确实有点点麻烦。但部分基本明了。本篇通过.Net8里面的边界检查的小例子了解下。前情提要，看这一篇之前建议看看前一篇：点击此处，以便于理解。
概括
1.前奏
先上C#代码：
[MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
private static bool Test(int[] array)
for (int i = 0; i < 0x12345; i++)
if (array[i] == 42)
return true;
return false;
Test函数经过Roslyn编译成IL代码之后，会被JIT导入及操作变成IR。
BBnum BBid ref try hnd preds weight lp [IL range] [jump] [EH region] [flags]
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
BB01 [0007] 1 1 [???..???)-> BB04 ( cond ) internal
BB02 [0001] 2 BB01,BB03 4 0 [004..00B)-> BB05 ( cond ) i Loop idxlen bwd bwd-target align
BB03 [0003] 1 BB02 4 0 [00D..019)-> BB02 ( cond ) i bwd
BB04 [0005] 2 BB01,BB03 0.50 [019..01B) (return) i
BB05 [0002] 1 BB02 0.50 [00B..00D) (return) i
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
可以看到IL被分割成了五个BB(basic block).注意表格的BBnum和jump列。BB01的BBnum就是BB01,它的jump是BB04。为啥是BB04?因为BB01的IR表示的是如果(i>=0x12345),则跳转到BB04，也就是BB01的正常逻辑。下面看下这个五个BB.
------------ BB01 [???..???) -> BB04 (cond), preds= succs=BB02,BB04
***** BB01
STMT00006 ( 0x011[E-] ... ??? )
( 7, 9) [000038] ----------- * JTRUE void
( 5, 7) [000039] J------N--- \\--* GE int
( 3, 2) [000040] ----------- +--* LCL_VAR int V01 loc0
( 1, 4) [000041] ----------- \\--* CNS_INT int 0x12345
------------ BB02 [004..00B) -> BB05 (cond), preds=BB01,BB03 succs=BB03,BB05
***** BB02
STMT00002 ( 0x004[E-] ... 0x009 )
[000013] ---XG+----- * JTRUE void
[000012] N--XG+-N-U- \\--* EQ int
[000034] ---XG+----- +--* COMMA int
[000026] ---X-+----- | +--* BOUNDS_CHECK_Rng void
[000008] -----+----- | | +--* LCL_VAR int V01 loc0
[000025] ---X-+----- | | \\--* ARR_LENGTH int
[000007] -----+----- | | \\--* LCL_VAR ref V00 arg0
[000035] n---G+----- | \\--* IND int
[000033] -----+----- | \\--* ARR_ADDR byref int[]
[000032] -----+----- | \\--* ADD byref
[000023] -----+----- | +--* LCL_VAR ref V00 arg0
[000031] -----+----- | \\--* ADD long
[000029] -----+----- | +--* LSH long
[000027] -----+---U- | | +--* CAST long <- uint
[000024] -----+----- | | | \\--* LCL_VAR int V01 loc0
[000028] -----+-N--- | | \\--* CNS_INT long 2
[000030] -----+----- | \\--* CNS_INT long 16
[000011] -----+----- \\--* CNS_INT int 42
------------ BB03 [00D..019) -> BB02 (cond), preds=BB02 succs=BB04,BB02
***** BB03
STMT00003 ( 0x00D[E-] ... 0x010 )
[000018] -A---+----- * ASG int
[000017] D----+-N--- +--* LCL_VAR int V01 loc0
[000016] -----+----- \\--* ADD int
[000014] -----+----- +--* LCL_VAR int V01 loc0
[000015] -----+----- \\--* CNS_INT int 1
***** BB03
STMT00001 ( 0x011[E-] ... 0x017 )
( 7, 9) [000006] ----------- * JTRUE void
( 5, 7) [000005] J------N--- \\--* LT int
( 3, 2) [000003] ----------- +--* LCL_VAR int V01 loc0
( 1, 4) [000004] ----------- \\--* CNS_INT int 0x12345
------------ BB04 [019..01B) (return), preds=BB01,BB03 succs=
***** BB04
STMT00005 ( 0x019[E-] ... 0x01A )
[000022] -----+----- * RETURN int
[000037] -----+----- \\--* CNS_INT int 0
------------ BB05 [00B..00D) (return), preds=BB02 succs=
***** BB05
STMT00004 ( 0x00B[E-] ... 0x00C )
[000020] -----+----- * RETURN int
[000036] -----+----- \\--* CNS_INT int 1
preds表示能在逻辑上执行到当前块的所有快，succs表示当前语句逻辑能达到的BB块。举个例子：比如BB01，首先看下这条IR表示的如果(i>=0x12345)，则跳转到BB04,也就是直接返回0。因为逻辑是索引大于了循环的最大次数，是不合理的。如果(i<0x12345),则跳转到BB02,也就是判断(array[i]是否等于42)。上面BB01的predes为空，则表示没有逻辑能达到这条语句。它的succs为BB02和BB04，跟上面的推测吻合。其它依次类推。
2.BB的IR表示
通过上面的BB01到BB05的观察，得知它们分别表示如下：
一：BB01
if(i>=0x12345)
二：BB02
if(array[i]==42)
三：BB03
i=i+1;
if(i<0x12345)
四：BB04
return 0
五：BB05
return 1
以上循环被分割成了五个BB。它的实际逻辑如下：
if(i>=0x12345)
return flase;
else
for(i<0x12345;i++)
if(array[i]==42)
return true;
return flase;
所以呢，实际是示例的for循环，被分解成了上面的代码。但是还没完，为了确保这个array[i]不会出现内存访问的错误，BB02里面有个BOUNDS_CHECK_Rng的边界检查技术，它会判断array[i]里的i索引是否查过array.length的长度，因为在for循环里面，所以每次都会判断，会增加相应的开销。为了达到最优的效果，.Net8会去掉这开销。那么应该怎么做呢？继续看。
JIT先增加BB06,BB07,BB08,BB09四个块，然后把BOUNDS_CHECK_Rng给去掉。
去掉前后对比如下。
去掉前：
[000013] ---XG+----- * JTRUE void
[000012] N--XG+-N-U- \\--* EQ int
[000034] ---XG+----- +--* COMMA int
[000026] ---X-+----- | +--* BOUNDS_CHECK_Rng void
[000008] -----+----- | | +--* LCL_VAR int V01 loc0
[000025] ---X-+----- | | \\--* ARR_LENGTH int
[000007] -----+----- | | \\--* LCL_VAR ref V00 arg0
[000035] n---G+----- | \\--* IND int
[000033] -----+----- | \\--* ARR_ADDR byref int[]
[000032] -----+----- | \\--* ADD byref
[000023] -----+----- | +--* LCL_VAR ref V00 arg0
[000031] -----+----- | \\--* ADD long
[000029] -----+----- | +--* LSH long
[000027] -----+---U- | | +--* CAST long <- uint
[000024] -----+----- | | | \\--* LCL_VAR int V01 loc0
[000028] -----+-N--- | | \\--* CNS_INT long 2
[000030] -----+----- | \\--* CNS_INT long 16
[000011] -----+----- \\--* CNS_INT int 42
去掉后：
[000013] ----G+----- * JTRUE void
[000012] N---G+-N-U- \\--* EQ int
[000034] ----G+-N--- +--* COMMA int
[000026] -----+----- | +--* NOP void
[000035] n---G+----- | \\--* IND int
[000033] -----+----- | \\--* ARR_ADDR byref int[]
[000032] -----+----- | \\--* ADD byref
[000023] -----+----- | +--* LCL_VAR ref V00 arg0
[000031] -----+----- | \\--* ADD long
[000029] -----+----- | +--* LSH long
[000027] -----+---U- | | +--* CAST long <- uint
[000024] -----+----- | | | \\--* LCL_VAR int V01 loc0
[000028] -----+-N--- | | \\--* CNS_INT long 2
[000030] -----+----- | \\--* CNS_INT long 16
[000011] -----+----- \\--* CNS_INT int 42
然后再新增BB10,BB11,BB12,BB13四个BB块。这些BB块如下所示：
------------ BB01 [???..???) -> BB12 (cond), preds= succs=BB02,BB12
***** BB01
STMT00006 ( 0x011[E-] ... ??? )
( 7, 9) [000038] ----------- * JTRUE void
( 5, 7) [000039] J------N--- \\--* GE int
( 3, 2) [000040] ----------- +--* LCL_VAR int V01 loc0
( 1, 4) [000041] ----------- \\--* CNS_INT int 0x12345
------------ BB02 [???..???), preds=BB01 succs=BB03
------------ BB03 [???..???) -> BB09 (cond), preds=BB02 succs=BB04,BB09
***** BB03
STMT00010 ( ??? ... ??? )
( 7, 6) [000072] ----------- * JTRUE void
( 5, 4) [000071] J------N--- \\--* EQ int
( 3, 2) [000069] ----------- +--* LCL_VAR ref V00 arg0
( 1, 1) [000070] ----------- \\--* CNS_INT ref null
------------ BB04 [???..???) -> BB09 (cond), preds=BB03 succs=BB05,BB09
***** BB04
STMT00011 ( ??? ... ??? )
( 7, 6) [000076] ----------- * JTRUE void
( 5, 4) [000075] J------N--- \\--* LT int
( 3, 2) [000073] ----------- +--* LCL_VAR int V01 loc0
( 1, 1) [000074] ----------- \\--* CNS_INT int 0
------------ BB05 [???..???) -> BB09 (cond), preds=BB04 succs=BB06,BB09
***** BB05
STMT00012 ( ??? ... ??? )
( 9, 11) [000081] ---X------- * JTRUE void
( 7, 9) [000080] J--X---N--- \\--* LT int
( 5, 4) [000079] ---X------- +--* ARR_LENGTH int
( 3, 2) [000078] ----------- | \\--* LCL_VAR ref V00 arg0
( 1, 4) [000077] ----------- \\--* CNS_INT int 0x12345
------------ BB06 [004..00B) -> BB13 (cond), preds=BB05,BB07 succs=BB07,BB13
***** BB06
STMT00002 ( 0x004[E-] ... 0x009 )
[000013] ----G+----- * JTRUE void
[000012] N---G+-N-U- \\--* EQ int
[000034] ----G+-N--- +--* COMMA int
[000026] -----+----- | +--* NOP void
[000035] n---G+----- | \\--* IND int
[000033] -----+----- | \\--* ARR_ADDR byref int[]
[000032] -----+----- | \\--* ADD byref
[000023] -----+----- | +--* LCL_VAR ref V00 arg0
[000031] -----+----- | \\--* ADD long
[000029] -----+----- | +--* LSH long
[000027] -----+---U- | | +--* CAST long <- uint
[000024] -----+----- | | | \\--* LCL_VAR int V01 loc0
[000028] -----+-N--- | | \\--* CNS_INT long 2
[000030] -----+----- | \\--* CNS_INT long 16
[000011] -----+----- \\--* CNS_INT int 42
------------ BB07 [00D..019) -> BB06 (cond), preds=BB06 succs=BB08,BB06
***** BB07
STMT00003 ( 0x00D[E-] ... 0x010 )
[000018] -A---+----- * ASG int
[000017] D----+-N--- +--* LCL_VAR int V01 loc0
[000016] -----+----- \\--* ADD int
[000014] -----+----- +--* LCL_VAR int V01 loc0
[000015] -----+----- \\--* CNS_INT int 1
***** BB07
STMT00001 ( 0x011[E-] ... 0x017 )
( 7, 9) [000006] ----------- * JTRUE void
( 5, 7) [000005] J------N--- \\--* LT int
( 3, 2) [000003] ----------- +--* LCL_VAR int V01 loc0
( 1, 4) [000004] ----------- \\--* CNS_INT int 0x12345
------------ BB08 [???..???) -> BB12 (always), preds=BB07 succs=BB12
------------ BB09 [???..???), preds=BB03,BB04,BB05 succs=BB10
------------ BB10 [004..00B) -> BB13 (cond), preds=BB09,BB11 succs=BB11,BB13
***** BB10
STMT00007 ( 0x004[E-] ... ??? )
[000042] ---XGO----- * JTRUE void
[000043] N--XGO-N-U- \\--* EQ int
[000044] ---XGO----- +--* COMMA int
[000045] ---X-O----- | +--* BOUNDS_CHECK_Rng void
[000046] ----------- | | +--* LCL_VAR int V01 loc0
[000047] ---X------- | | \\--* ARR_LENGTH int
[000048] ----------- | | \\--* LCL_VAR ref V00 arg0
[000049] n---GO----- | \\--* IND int
[000050] -----O----- | \\--* ARR_ADDR byref int[]
[000051] ----------- | \\--* ADD byref
[000052] ----------- | +--* LCL_VAR ref V00 arg0
[000053] ----------- | \\--* ADD long
[000054] ----------- | +--* LSH long
[000055] ---------U- | | +--* CAST long <- uint
[000056] ----------- | | | \\--* LCL_VAR int V01 loc0
[000057] -------N--- | | \\--* CNS_INT long 2
[000058] ----------- | \\--* CNS_INT long 16
[000059] ----------- \\--* CNS_INT int 42
------------ BB11 [00D..019) -> BB10 (cond), preds=BB10 succs=BB12,BB10
***** BB11
STMT00008 ( 0x00D[E-] ... ??? )
[000060] -A--------- * ASG int
[000061] D------N--- +--* LCL_VAR int V01 loc0
[000062] ----------- \\--* ADD int
[000063] ----------- +--* LCL_VAR int V01 loc0
[000064] ----------- \\--* CNS_INT int 1
***** BB11
STMT00009 ( 0x011[E-] ... ??? )
( 7, 9) [000065] ----------- * JTRUE void
( 5, 7) [000066] J------N--- \\--* LT int
( 3, 2) [000067] ----------- +--* LCL_VAR int V01 loc0
( 1, 4) [000068] ----------- \\--* CNS_INT int 0x12345
------------ BB12 [019..01B) (return), preds=BB01,BB08,BB11 succs=
***** BB12
STMT00005 ( 0x019[E-] ... 0x01A )
[000022] -----+----- * RETURN int
[000037] -----+----- \\--* CNS_INT int 0
------------ BB13 [00B..00D) (return), preds=BB06,BB10 succs=
***** BB13
STMT00004 ( 0x00B[E-] ... 0x00C )
[000020] -----+----- * RETURN int
[000036] -----+----- \\--* CNS_INT int 1
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3.BB块分析
通过去掉的边界检查，进行的优化之后。新增了7个BB块，总共有13个BB块。那么这些BB干嘛的呢？实际上就是为了去掉边界检查（因为在for循环里，每次都要判断），而确保内存array[i]在正确内存范围内。逐一来看下：
BB01:
if(i>=0x12345)判断索引是否大于循环最大值
BB02
无
BB03
if(array==null) //这里是判断数组的地址是否等于0
BB04
if(i<0)判断索引是否小于0
BB05
if(array.length<0x12345)判断数组长度是否小于循环最大数0x12345
BB06
if(array[i]==42)
BB07
i=i+1索引自增
BB08
无
BB09
无
BB10
if(i<array.length) //这里跟上面的BB06一样，但是多了边界检查。BB06去掉，这里没去掉。是因为这里需要边界检查，而BB06不需要。一个快速路径，一个慢速路径。
if(array[i]==42)
BB11
i=i+1
BB12
return 0
BB02
return 1
它实际逻辑是：
if(i<0x12345 && array!= null && i>0 && array.Length >= 0x12345 )//再去掉边界检查之后的优化里，这进行大量的检查，确保array[i],在正确内存范围内。
for (int i = 0; i < 0x12345; i++)
if (array[i] == 42) 不检查边界，因为上面的if检查过了
return true;
else //如果上面的if有一个条件不符合，则进行边界检查。优化不成功
for (int i = 0; i < 0x12345; i++)
if (array[i] == 42) 这里需要边界检查也就是BOUNDS_CHECK_Rng
return true;
结尾
作者:江湖评谈
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计算机网络之应用层
前言
DNS:
解析域名成ip地址
域名：
全球唯一
顶级域名：com，edu，net，cn，org，gov
二级域名：需要申请
三级域名 www mail ftp，跟不同服务相关的。
域名解析：
分布式查询技术
DNS服务器：
节省域名解析的流量
DHCP:
动态主机配置
FTP:
文件传输协议
HTTP:
超文本传输协议，用来访问网站的协议，使用TCP的80端口。
web代理服务器：
节省内网访问Internet带宽
通过web代理绕过防火墙发送数据与接收数据
将一个网段划分为多个网段
合并网段
DHCP服务
动态主机配置协议 DHCP：
负责给互联网上的计算机提供动态的IP地址。
连接到因特网的计算机都需要配置以下几个项目：
(1) IP 地址
(2) 子网掩码
(3) 默认路由器的 IP 地址即网关
(4) 域名服务器的 IP 地址
IP地址获取方式有两种：
一种静态IP，一种动态IP。
静态IP是人工自己指定的，一般公司自己组建的局域网、学校机房的固定的计算机、机房服务器、互联网上的大型服务器，
凡是位置固定不动的，都用静态IP地址。
动态IP地址是用DHCP服务器来分配的地址，适用于计算机位置不固定、家庭拨号上网等情况。可以避免产生IP地址冲突。
DHCP客户端请求IP地址的过程（逆arp协议）：
需要地址的客户机先在网上发广播包请求地址，DHCP服务器收到广播包后在自己的地址池里选一个地址（包括配套的子网掩码和网关），
租给该客户机，该客户机再给DHCP服务器一个确认。
注意：DHCP服务器本身必须是静态地址！！！
DHCP服务器既可以给本网段计算机分配地址，也可以跨网段分配地址。
DHCP服务器想给几个网段的计算机分配地址，就得先创建几个作用域。
区别是，本网段的计算机请求地址，发广播，DHCP服务器能直接收到请求；
而外网段的计算机请求地址，先发广播让外网段的网关收到，
该网关把请求通过互联网发送给DHCP服务器（这时候就是点对点通信而不是广播了）。FTP文件传送服务
FTP连接方式：
控制连接：标准端口为21，用于发送FTP命令信息。
数据连接：标准端口为20，用于上传、下载数据。
客户端选择数据连接的建立类型：
主动模式：FTP客户端告诉FTP服务器使用什么端口，FTP服务器就主动用自己的20端口和FTP客户端的这个端口建立连接。
被动模式：服务端在指定范围内打开一个新的端口，被动等待客户端发起连接。
FTP传输模式
文本模式：ASCII模式，以文本序列传输数据
二进制模式：Binary模式，以二进制序列传输数据
主动模式防火墙打开21端口，用于客户端和服务器建立连接；打开20端口用于互相传输数据。
被动模式，FTP服务器打的是一个新端口，指不定是哪个端口呢，如1234端口，
如果想成功地进行数据通信，防火墙必须打开1234端口；
如果还有其他的客户端请求连接服务器，服务器又打开其他新的端口，那么防火墙又得打开另一个新的端口了，十分不方便。
因此，FTP服务一般都使用主动模式。FTP使用两个TCP链接
远程终端协议TELNET
只要网络通，就能利用telnet输入命令来远程控制另一台计算机。一般多用来远程配置路由器。使用TCP的23端口。远程桌面协议RDP
它和远程终端协议的功能一样，都是为了远程管理另一台计算机，
只不过上面那个telnet通过命令行管理，而这个通过图形界面管理。
一般用来远程管理服务器。使用TCP的3389端口。电子邮件服务
发送邮件的协议：SMTP使用TCP的25端口
读取邮件的协议：POP3 使用TCP的110端口，IMAP 使用TCP的143端口
收发邮件的过程如下：
a.发件人调用PC机中的用户代理撰写和编辑要发送的邮件。
b.发件人的用户代理把邮件用SMTP协议发给发送方邮件服务器。
c.SMTP服务器把邮件临时存放在邮件缓存队列中，等待发送。
d.发送方邮件服务器的SMTP客户与接收方邮件服务器的SMTP服务器建立TCP连接，然后就把邮件缓存队列中的邮件依次发送出去。
e.运行在接收方邮件服务器中的SMTP服务器进程收到邮件后，把邮件放入收件人的用户邮箱中，等待收件人进行读取。
f.收件人在打算收信时，就运行PC机中的用户代理，使用POP3（或IMAP）协议读取发送给自己的邮件。以上是关于.Net8顶级技术:边界检查之IR解析(二）的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章