ILIL入门

Posted 2020-10-27 David Wu

1.IL基本介绍

1.1 CLR介绍

在介绍IL之前，先说一说CLR。CLR的全称Commen Language Runtime 公共语言运行时。因为CLR的存在,使得多语言开发成为可能。下面给出一张图片，解释支持CLR的几种语言的关系。

从上面的图片可以看出，CLR其实是不关心开发人员用哪一种语言写源代码。这意味着在选择编程语言时，应该选择最容易表达自己意图的语言。可用任何一种语言开发代码，只要编译器是面向CLR的就可以了。

Microsoft创建了好几种面向CLR的语言编辑器，包括：C/C++、C#、Visual Basic、F#、Iron Python、Iron Ruby、IL编辑器，当然面向CLR的语言绝不止Miscrosoft提供的这几种。

在上面的图片，有一点值得提出，IL编译器也是面向CLR的。虽然最终CLR会把托管模块中的IL代码编译成本机CPU指令，但是IL编译器本身也是面向CLR的，所以可以直接利用IL进行开发。查看 如何对C#程序进行反编译，获得更详细的内容。

1.2 IL介绍

在上面介绍CLR概念的时候，知道了IL也是面向CLR的，IL的全称是中间代码（intermediate code），也称为托管代码（managed code）。所有面向CLR的编译器，最终都会把相应的代码编译为托管模块。注意，高级语言通常只公开了CLR全部功能的一个子集，然而，IL汇编语言是允许开发人员访问CLR的全部功能的，例如：C++编译的托管模块，希望能够在C#程序中调用，但是C++和C#可能由于支持的功能不一样，在C#中有可能不会成功调用，反之，C#的程序可能在C++中也不会 成功调用，无论怎样IL是支持的，也就是说IL是能够全部访问所有CLR功能的。如果在开发中，遇到一种语言不能解决的问题，可以考虑使用另一种语言，或是使用IL语言。

2.IL案例讲解

在这里笔者使用C#作为源代码：

static void Main(string[] args)
{
            int num = 1;
            int num2 = 2;
            int num3 = 3;
            Console.WriteLine(num+num2+num3);
}

IL代码为：

//hidebysig指令表示如果当前类为父类，用该指令标记的方法将不会被子类继承
//cil managed表明方法体中的代码是IL代码，且是托管代码，即运行在CLR运行库上的代码
.method private hidebysig static void Main(string[] args)cil managed
{
    .entrypoint //该指令代表该函数程序的入口函数。每一个托管应用程序都有且只有一个入口函数，CLR加载程序时，首先从.entrypoint函数开始执行。
    .maxstack 2 //执行构造函数时，评估堆栈可容纳数据项的最大个数。评估堆栈是保存方法中所需要变量的值的一个内存区域，该区域在方法执行结束时会被清空，或者存储一个返回值。
    .locals init (
        [0] int32 num,
        [1] int32 num2,
        [2] int32 num3) //表示定义int类型的变量，变量名分别为num,num2,num3。存储在调用栈。
    L_0000: nop  //No operation的意思，即没有任何操作。
    L_0001: ldc.i4.1  //将“1”压入评估栈，此时“1”处于评估栈的栈顶。
    L_0002: stloc.0  //此指令表示把值从评估栈中弹出，并赋值给调用栈的第0个变量num。
    L_0003: ldc.i4.2 
    L_0004: stloc.1 
    L_0005: ldc.i4.3 
    L_0006: stloc.2 //从.locals init到L_0006，相当于C#代码的为i，j，k赋值。
    L_0007: ldloc.0  //取调用栈中位置为0的元素压入评估栈（取i的值）。
    L_0008: ldloc.1  //取调用栈中位置为1的元素压入评估栈（取j的值）。
    L_0009: add  //做加法操作
    L_000a: ldloc.2 //取调用栈中位置为2的元素压入评估栈（取k的值）。
    L_000b: add  //做加法操作
    L_000c: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(int32) //调用输出方法
    L_0011: nop  //No Operation
    L_0012: call valuetype [mscorlib]System.ConsoleKeyInfo [mscorlib]System.Console::ReadKey() //调用ReadKey方法
    L_0017: pop //把评估栈的内容清空
    L_0018: ret  //return 标记返回值
} //Main方法结束

观察上面的IL代码，可以发现，汇编语言和高级语言的不一样之处，在汇编语言中，声明一个变量，首先要把变量名存储， 然后把值压入到栈堆中，最后把值弹出并且赋值给相应的变量。关于Il的指令详细，可以查看  IL指令详解。