IL代码中maxstack值的计算

Posted 2023-04-13

【中文标题】IL代码中maxstack值的计算

【英文标题】：Calculation of maxstack value in IL code

【发布时间】：2016-03-01 07:57:01

【问题描述】：

我有以下程序来添加值。 当我在 main 方法中添加方法调用并查看 ILDASM.EXE 时，Maxstack 大小为 2。取消注释后，maxstack 大小变为 4。

为什么在 Main 方法的情况下，所有变量都没有进入堆栈，因为堆栈大小仅保持 2，而在 Add 方法调用的情况下，每个变量都进入堆栈？ 是不是在main方法内部计算是一个一个发生，所以一次只需要两个变量。

请解开我的困惑。

static void Main(string[] args)

    int x = 2;
    int y = 3;
    int a = 4;
    int b = 5;
    int c = 6;

    Console.WriteLine(x + y + a + b + c);
    Console.WriteLine(Add(10, 20, 30, 40));
    Console.ReadLine();


static int Add(int x, int y, int z, int a)

    return x + y + z + a;

【参考方案1】：

每个变量初始化：

int x = 2;

将要求值在堆栈上：（堆栈大小：到目前为止需要 1 个）

.locals init ([0] int32 x,
       [1] int32 y,
       [2] int32 a,
       [3] int32 b,
       [4] int32 c)
IL_0000:  ldc.i4.2  // push 2 to the stack
IL_0001:  stloc.0   // load local variable 0 from stack ( x = 2 )

这些操作是按顺序发生的，因此所需的最大堆栈大小仍为 1，期间：

int y = 3;
int a = 4;
int b = 5;
int c = 6;

说到这里：

Console.WriteLine(x + y + a + b + c);

要添加任意两个变量，堆栈大小必须为 2：

IL_000b:  ldloc.0 // copy to stack x, max stack size required is still 1.
IL_000c:  ldloc.1 // copy to stack y, max stack size required is 2 now.
IL_000d:  add     // execute add, will cause the sum x + y to be on stack
IL_000e:  ldloc.2 // copy to stack a
IL_000f:  add     // execute add... (adds a to the result of x + y)
....

取消注释 Add 方法时的差异 IL 如下。

调用方法时，需要将实例引用压入堆栈（也就是说，如果 Add 方法是非静态的，则应将指向其声明类型的实例指针压入堆栈）

然后，每个需要传递给方法的参数也应该被压入堆栈。

因此，在您的情况下，Add 方法的参数数量定义了最大堆栈大小。给这个 Add 方法添加一个参数，你会看到最大堆栈大小会增加到 5：

// method is static so no need to push an instance pointer to the stack
IL_001a:  ldc.i4.s   10 // push to stack
IL_001c:  ldc.i4.s   20 // push to stack
IL_001e:  ldc.i4.s   30 // push to stack
IL_0020:  ldc.i4.s   40 // push to stack
IL_0022:  call       int32 Program::Add(int32,
                                      int32,
                                      int32,
                                      int32)
IL_0027:  call       void [mscorlib]System.Console::WriteLine(int32)

【讨论】：

我会稍微调整顶部的措辞 - 它不是使用堆栈空间的 声明，而是 初始化。

@Damien_The_Unbeliever 感谢您的审查和更正。修复它。

那么是不是像 IL 不是逐行生成的。我的意思是说 x=2 需要一个堆栈，那么为什么不声明其他值呢？是不是编译器知道它只需要加法，所以堆栈中的 2 个空间就足够了。

@TBAG - x=2 需要一个堆栈空间 - 它将2 推入堆栈，然后将其从堆栈中弹出到变量x 中。此时，堆栈再次为空。

内联方法体的好处将是大量 IL 指令，主要取决于方法具有的参数数量。如上所示，调用具有 4 个参数的静态方法需要 5 条 IL 指令。编译器足够聪明，可以在必要时内联。不要为此破坏模块化。