介绍
微软中间语言 (MSIL) 是一种语言,是许多编译器(C#,VB.NET等)的输出. ILDasm (中间语言反汇编器)程序和.Net Framework SDK(FrameworkSDK\Bin\ildasm.exe)打包在一起,让用户以人可阅读的格式查看MSIL代码。通过该工具,我们可以打开任何.net可执行文件(exe或dll)并查看其MSIL代码。
ILAsm 程序(中间语言编译器)从MSIL语言生成可执行文件。我们可以在WINNT \ Microsoft.NET \Framework \vn.nn.nn目录中找到这个程序。
许多Visual C++程序员开始.net开发是因为他们对.NET框架的底层发生了一些什么感兴趣。学习MSIL给了用户理解某些对C#程序员或VB.NET程序员来说是透明的东西的机会。通晓MSIL给.NET程序员更多的能力。我们从不需要直接用MSIL编写程序,但是在某些情况下是非常有用的,我们可以用ILDasm打开程序的MSIL代码,查看它到底做了一些什么。
一个Doc格式的MSIL参考对.NET开发人员来说比较有用,它也许可以在Framework SDK目录下找到:
FrameworkSDK\Tool Developers Guide\docs\Partition II Metadata.doc (元数据定义和术语). 在这个文件中,我发现了所有MSIL指令的说明,例如.entrypoint, .locals等. FrameworkSDK\Tool Developers Guide\docs\Partition III CIL.doc (CIL命令集)包含了一个MSIL命令的完整列表。 在工作中,我也用到了一个MSDN的ILDAsm教程,一篇2001年5月由John Robbins发表在MSDN杂志的优秀的文章: "ILDASM is Your New Best Friend"。
我想学习一门语言最好的途径就是用它写一些程序,所以我决定写一些小的MSIL程序。实际上,我们有写这些代码——是C#编译器生成的,我只是做一了一些小的更改,并加了许多注释以描述MSIL是如何工作的。
通过阅读附在本文的例子可以帮助.NET程序员理解中间语言,帮助其在需要的时候更易读懂MSIL代码。
一般信息
在MSIL中,所有的操作都在栈上完成。当调用一个函数的时候,其参数和局部变量都被分配到栈上。函数的代码从该栈开始,把一些值压入栈,对这些值进行一些操作,从栈上取出值。
执行MSIL名利和函数由3个步骤完成:
1. 把命令操作数和函数参数压入栈。
2. 执行命令或者调用函数。命令或函数从栈中取出他们的操作数(参数)并把他们压入结果栈 (返回值)。
3. 从栈中读取结果值。
步骤1~3是可选的,例如,void函数不会压入一个结果值到栈。
栈包含值类型对象和引用类型对象的引用。引用类型对象本身保存在堆中。
用来把一个值压入栈中的MSIL命令是ld... (装载),用来从栈中取出值的命令是st... (存储),因为值都存在变量中。我们可以把入栈操作叫做装载,出栈操作叫做存储。
示例项目
本文附上的代码中包含了许多用MSIL写的控制台程序. 如果需要编译他们,请确定ILAsm程序可以通过PATH访问。每个项目都是一个Visual Studio解决方案,IL源文件可以用VS的文本编辑器打开,Build命令运行ILAsm 程序在项目所在目录生成exe文件,run命令执行该文件。在每个程序的末尾,我加了几行代码,他们可以用C#来写:
Console.WriteLine("Press Enter to continue");
Console.Read();
这样,当从Windows Explorer运行的时候,就可以看到程序的输出。
下面是所含项目的列表:
1. 打印字符串—打印字符传到控制台。
2. 赋值—给一个int变量赋值并把它打印到控制台。
3. 运算—从控制台读取2个数字,惊醒+,-和乘的操作,并显示结果。
4. 数组— 分配一个int类型的数组,给他的元素赋值,打印其元素和数组的长度。
5. 比较— 输入2个数字并打印出最小的那个。
6. 数组2— 用循环填充数组元素并打印某些元素。
7. 不安全代码— 使用unsafe指针访问数组元素。
8. PInvoke— 调用Win32 API。
9. 类— 和类一起工作。
10. 异常— 异常处理。
我假设你以在这所说的顺序阅读这些项目。在下面的项目描述中,我用程序来解释每一条MSIL命令,并给出一些代码片段。
打印字符串
PrintString 就是MSIL版的 Hello, World
在代码中用到的MSIL指令如下:
.entrypoint— 定义程序的入口点(该函数在程序启动的时候由.NET 运行库调用)
.maxstack— 定义函数代码所用堆栈的最大深度。C#编译器可以对每个函数设置准确的值, 在例子中,我把他设为8。
用到的MSIL命令如下:
ldstr string—把一个字符串常量装入堆栈。 call function(parameters)—调用静态函数。函数的参数必须在函数调用前装入堆栈。 pop— 取出栈顶的值。当我们不需要把值存入变量时使用。 ret— 从一个函数中返回。
调用静态函数很简单。我们把函数的参数压入堆栈,调用函数,然后从堆栈中读取函数的返回值(如果是非void函数)。Console.WriteLine 就是一个这样的函数。
下面是代码:
.assembly PrintString {} /* Console.WriteLine("Hello, World)" */ .method static public void main() il managed { .entrypoint // 该函数是程序的入口 .maxstack 8 // ***************************************************** // Console.WriteLine("Hello, World)"; // ***************************************************** ldstr "Hello, World" // 把字符串压入堆栈 // 调用静态的System.Console.Writeline函数 // (函数移除栈顶的字符串) call void [mscorlib]System.Console::WriteLine (class System.String) // ***************************************************** ldstr "Press Enter to continue" call void [mscorlib]System.Console::WriteLine (class System.String) // 调用 System.Console.Read 函数 call int32 [mscorlib]System.Console::Read() // pop 指令移除栈顶元素 // (移除由Read()函数返回的数字 pop // ***************************************************** ret }
赋值
该程序给一个变量赋与int值并把它打印到控制台窗口。
命令:
ldc.i4.n—把一个 32位的常量(n从0到8)装入堆栈 stloc.n— 把一个从堆栈中返回的值存入第n(n从0到8)个局部变量 代码:
.assembly XequalN {} // int x; // x = 7; // Console.WriteLine(x); .method static public void main() il managed { .entrypoint .maxstack 8 .locals init ([0] int32 x) // 分配一个局部变量 // ***************************************************** // x = 7; // ***************************************************** ldc.i4.7 // 把常量装入堆栈 stloc.0 // 把堆栈中的值存入第0个变量 // ***************************************************** // Console.WriteLine(x); // ***************************************************** ldloc.0 // 把第0个变量转入堆栈 call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(int32) ret }
数据运算本程序从控制台读取2个数字,对它们进行简单的运算,然后显示结果。
命令:
add—2个值相加。命令的参数必须在调用前装入堆栈,该函数从堆栈中移除参数并把运算后的结果压入堆栈。
sub— 2个值相减。 mul— 2个值相乘。代码片段:
.assembly Operations {}
/* // 程序的C#代码: int x, y, z; string s;Console.WriteLine("Enter x:");
s = Console.ReadLine(); x = Int32.Parse(s);Console.WriteLine("Enter y:");
s = Console.ReadLine(); y = Int32.Parse(s);z = x + y;
Console.Write("x + y = "); Console.Write(z); Console.WriteLine("");z = x - y;
Console.Write("x - y = "); Console.Write(z); Console.WriteLine("");z = x * y;
Console.Write("x * y = ");
Console.Write(z); Console.WriteLine(""); */.method static public void main() il managed
{ .entrypoint .maxstack 8.locals init ([0] int32 x,
[1] int32 y, [2] int32 z, [3] string s)// *****************************************************
// Console.WriteLine("Enter x:"); // ***************************************************** ldstr "Enter x:" // 把字符装入堆栈 call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)// *****************************************************
// s = Console.ReadLine(); // ***************************************************** call string [mscorlib]System.Console::ReadLine() stloc.3 // 把值存入第3个变量// *****************************************************
// x = Int32.Parse(s); // ***************************************************** ldloc.3 // 把第3个变量装入堆栈// 调用 System.Int32::Parse(string)函数
// 把字符串从堆栈中移除并把解析的结果——int值压入堆栈call int32 [mscorlib]System.Int32::Parse(string)
stloc.0 // 把值存入第0个变量
// *****************************************************
// 和变量y的一些运算 // ***************************************************** ldstr "Enter y:" // 装入字符串 call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) // 调用 call string [mscorlib]System.Console::ReadLine() // 调用 stloc.3 //把值存入第3个变量 ldloc.3 //把第3个变量装入堆栈 call int32 [mscorlib]System.Int32::Parse(string) // 调用 stloc.1 //把值存入第1个变量// *****************************************************
// z = x + y; // ***************************************************** ldloc.0 //把第0个变量装入堆栈 ldloc.1 //把第1个变量装入堆栈// 把这2个值从堆栈中移除,把结果压入堆栈
addstloc.2 //把值存入第2个变量
// *****************************************************
// Console.Write("x + y = "); // ***************************************************** ldstr "x + y = " // load string onto stack call void [mscorlib]System.Console::Write(string)// *****************************************************
// Console.Write(z); // ***************************************************** ldloc.2 //把第2个变量装入堆栈 call void [mscorlib]System.Console::Write(int32)// *****************************************************
// Console.WriteLine(""); // ***************************************************** ldstr "" //装入字符串 call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)//相减和相乘运算过程与上面相同
ret
}数组
本程序分配一个int型的数组并给他的元素赋值,然后打印出元素和数组的长度。
命令:
newarr type— 生成一个元素类型为type 的数组。数组的大小必须在调用该命令前装入堆栈。该命令会把一个数组的引用装入堆栈。
stelem.i4— 给一个数组成员赋值。数组的引用、下标和值必须在调用该命令前装入堆栈。 ldelema type— 把数组元素的地址装入堆栈。数组的引用和下标必须在调用该命令前装入堆栈。地址用来调用非静态函数(参见后面)。 ldlen—把数组的长度装入堆栈。数组的引用必须在调用该命令前装入堆栈。 ldloca.s variable— 把变量的地址装入堆栈。 ldc.i4.s value— 把一个Int32的常量装入堆栈(用于大于8位的数)。 conv.i4— 把堆栈中值转换成Int32类型。 call instance function(arguments)— 调用类的非静态函数。在调用一个非静态函数之前,我们必须把某个类的实例的地址和函数的参数装入堆栈。在本例中,地址通过ldelema和ldloca 命令装入。在本例的某些代码片段中,我写了一些注释,以说明堆栈在最后一个变量后的状态。在本例中,我们看到变量由编译器生成,该变量用来调用类的非静态函数。
代码:
.assembly Array1 {}
/* // This program works as C# code:int[] x = new int[5];
x[0] = 10; x[1] = 20;Console.WriteLine("x[0] = " + x[0].ToString());
Console.WriteLine("x[1] = " + x[1].ToString()); Console.WriteLine("Array length = " + x.Length.ToString()); */.method static public void main() il managed
{ .entrypoint .maxstack 8.locals init ([0] int32[] x,
[1] int32 tmp) // 由编译器生成// *****************************************************
// x = new int[5]; // ***************************************************** ldc.i4.5 // 把常量装入堆栈。 // 生成数组,并把他的引用压入堆栈 newarr [mscorlib]System.Int32// 把数组从堆栈中取出,存入第0个局部变量中
stloc.0// *****************************************************
// x[0] = 10; // ***************************************************** ldloc.0 // 把第0个局部变量装入堆栈(数组) ldc.i4.0 // 把常量0装入堆栈(下标) ldc.i4.s 10 // 把常量10装入堆栈(值) stelem.i4 // array[index] = value// 对数组的其余元素进行同样的操作……
// ***************************************************
// Console.WriteLine("x[0] = " + x[0].ToString()); // *************************************************** ldstr "x[0] = " // 堆栈:"x[0] = " (堆栈由局部变量表示) ldloc.0 // 把第0个变量装入堆栈 ldc.i4.0 // 把第1个变量装入堆栈 // 堆栈: "x[0] = " -> x -> 0 // 把元素的地址装入堆栈 ldelema [mscorlib]System.Int32 // 堆栈: "x[0] = " -> 指向一个Int32的指针 // 10 // 调用实例函数System.Int32::ToString(). call instance string [mscorlib]System.Int32::ToString() // 堆栈: "x[0] = " -> "10" // 调用静态函数System.String::Concat(string, string) call string [mscorlib]System.String::Concat (string, string) // 堆栈: "x[0] = 10" // 调用静态函数 System.Console::WriteLine(string) call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) // 堆栈: 空//对数组的其余元素进行同样的操作……
// *****************************************************
// Console.WriteLine("Array length = " + x.Length.ToString()); // ***************************************************** ldstr "Array length = " // 堆栈: "Array length = " ldloc.0 // 把第0个变量装入堆栈 // 堆栈: "Array length = " -> xLdlen // 把数组的长度装入堆栈
// 堆栈: "Array length = " -> 5 conv.i4 // 把栈顶的值转换为Int32,并把他装入堆栈 // 堆栈: "Array length = " -> 5 stloc.1 // 把刚才的值存入第1个局部变量(tmp) // 堆栈: "Array length = " ldloca.s tmp //把变量tmp的地址装入堆栈 // 堆栈: "Array length = " -> &tmp call instance string [mscorlib]System.Int32::ToString() // 堆栈: "Array length = " -> "5" call string [mscorlib]System.String::Concat (string, string) // 堆栈: "Array length = 5" call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) // 堆栈: 空 ret }比较
本程序读取2个数字并打印其最小值。
命令:
bge.s label—跳转至label 如果value1≥value 2. Values 1和 2 必须在调用本命令前装入堆栈。
br.s label—跳转至label。 box value type— 把一个值类型转成一个Object,并把该Object的引用装入堆栈。 本程序的装箱由如下C#程序引起: Console.WriteLine("{0:d}", z); 用这种形式就不会引起装箱: Console.WriteLine(z.ToString());.代码:
.assembly Compare {}
/* int x, y, z; string s;Console.WriteLine("Enter x:");
s = Console.ReadLine(); x = Int32.Parse(s);Console.WriteLine("Enter y:");
s = Console.ReadLine(); y = Int32.Parse(s);if ( x < y )
z = x; else z = y;Console.WriteLine("{0:d}", z);
*/ .method static public void main() il managed { .entrypoint .maxstack 8.locals init ([0] int32 x,
[1] int32 y, [2] int32 z, [3] string s)// *****************************************************
// Console.WriteLine("Enter x:"); // *****************************************************ldstr "Enter x:" // 把字符串装入堆栈
call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)// *****************************************************
// s = Console.ReadLine(); // *****************************************************call string [mscorlib]System.Console::ReadLine()
stloc.3 // 保存到第3个变量// *****************************************************
// x = Int32.Parse(s); // *****************************************************ldloc.3 // 把第3个变量装入堆栈
call int32 [mscorlib]System.Int32::Parse(string) stloc.0 // 保存到第0个变量// 对y进行相同的操作……
// *****************************************************
// 分支 // if ( x >= y ) goto L_GR; // *****************************************************ldloc.0 // 把x装入堆栈(value 1)
ldloc.1 // 把y装入堆栈(value 2) bge.s L_GR // 跳转到 L_GR 如果value1≥value2// *****************************************************
// z = x // *****************************************************ldloc.0 // 把第0个变量装入堆栈
stloc.2 // 保存到第2个变量br.s L_CONTINUE // 跳转至 L_CONTINUE
L_GR:
// *****************************************************
// z = y // ***************************************************** ldloc.1 // 把第1个变量装入堆栈 stloc.2 // 保存到第2个变量L_CONTINUE:
// *****************************************************
// Console.WriteLine("{0:d}", z); // 注意:这一行引起装箱操作 // *****************************************************ldstr "{0:d}" // 把字符串装入堆栈
ldloc.2 // 把第2个变量装入堆栈 (z) box [mscorlib]System.Int32 // 把Int32变为Object call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string, object)ret
}数组2(循环)
本程序用循环填充一个数组并打印其元素。这一次,我们增加一个静态函数ShowNumber(int), 它在main函数中调用。
命令:
blt.s label—跳转到label 如果value 1小于 value 2. Values 1 和 2 必须在调用本命令之前装入堆栈。
ldelem.i4— 把一个数组元素装入堆栈。数组引用和下标必须在调用本命令之前装入堆栈。 ldarga.s argument— 把函数参数的地址装入堆栈。 我们可以看到,在本程序中,for 循环在MSIL中用标签来实现。代码:
.assembly Array2 {}
/*
int[] px = new int[100];
int i; for ( i = 1; i < 100; i++ ) { px[i] = i + 1; }ShowNumber(px[5]);
ShowNumber(px[10]);static void ShowNumber(int n)
{ Console.WriteLine(n.ToString()); }*/
.method static public void main() il managed
{ .entrypoint .maxstack 8.locals init ([0] int32[] px,
[1] int32 i)// *****************************************************
// x = new int[100] // *****************************************************ldc.i4.s 100 // 把常量装入堆栈
newarr [mscorlib]System.Int32 // 分配一个Int32型的数组 stloc.0 // 把它存入第0个变量// *****************************************************
// i = 1 // *****************************************************ldc.i4.1 //把常量装入堆栈
stloc.1 //把它存入第1个变量br.s CHECK_COUNTER // 跳转到 CHECK_COUNTER
START_LOOP:
// *****************************************************
// px[i] = i + 1; // *****************************************************ldloc.0 // 把第0个变量装入堆栈
// 堆栈: px ldloc.1 // 把第1个变量装入堆栈 //堆栈; px -> i ldloc.1 //把第1个变量装入堆栈 //堆栈: px -> i -> i ldc.i4.1 //把常量装入堆栈 //堆栈: px -> i -> i -> 1. add // 2个值相加 //堆栈: px -> i -> i+1 // (array,index,value) stelem.i4 // 把值存入数组元素 //堆栈[index] = value //堆栈: 空// *****************************************************
// i = i + 1 // ***************************************************** ldloc.1 //把第1个变量装入堆栈 ldc.i4.1 //把常量装入堆栈 add // 相加 stloc.1 // 把值存入把第1个变量CHECK_COUNTER:
// *****************************************************
// 如果 i < 100 跳转到循环开始的地方 // *****************************************************ldloc.1 // 把第1个变量装入堆栈
ldc.i4.s 100 // 把常量装入堆栈 blt.s START_LOOP // 如果value1<value2调转至START_LOOP// *****************************************************
// ShowNumber(px[5] // *****************************************************ldloc.0 // 把第0个变量装入堆栈
// (array) ldc.i4.5 // 把常量装入堆栈 // (index) ldelem.i4 // 把数组元素装入堆栈 call void ShowNumber(int32) // 调用 ShowNumber// *****************************************************
// ShowNumber(px[10] // *****************************************************ldloc.0
ldc.i4.s 10 ldelem.i4 call void ShowNumber(int32) ret }.method static public void ShowNumber(int32 n) il managed
{ .maxstack 1 ldarga.s n // 把第n个参数的地址装入堆栈 call instance string [mscorlib]System.Int32::ToString() call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) ret}
不安全代码
本程序通过unsafe指针填充和打印一个int型数组。
在本程序中,我们将看到新的类型:int32* 和 int32&。使用关键字pinned 可以阻止GC移动由局部指针变量指向的对象。
命令:
dup—在堆栈上复制一个值。
stind.i4—存储值的地址。地址和值必须在调用本命令之前装入堆栈。 Code:.assembly Unsafe {}
/* int[] nArray = new int[5]; int i; int* pCurrent;fixed ( int* pArray = nArray )
{ pCurrent = pArray;for ( i = 0; i < 5; i++ )
{ *pCurrent++ = i + 1; } }for ( i = 0; i < 5; i++ )
{ Console.WriteLine(nArray[i].ToString()); } */.method static public void main() il managed
{ .entrypoint .maxstack 8 .locals ([0] int32[] nArray, [1] int32 i, [2] int32* pCurrent, [3] int32& pinned pArray) // GC不会移动该指针指向的对象 // ***************************************************** // nArray = new int[5]; // ***************************************************** ldc.i4.5 // 把常量5装入堆栈 newarr [mscorlib]System.Int32 // 生成数组 Int32[5] stloc.0 // 存入第0个变量 // ***************************************************** // pArray = nArray (pArray = &nArray[0]) // ***************************************************** ldloc.0 //把第0个变量装入堆栈(array) ldc.i4.0 //把常量0装入堆栈(index) ldelema [mscorlib]System.Int32 // 把array[index]装入堆栈 stloc.3 //存入第3个局部变量// *****************************************************
// pCurrent = pArray; // ***************************************************** ldloc.3 //把第3个变量装入堆栈 conv.i // 转变为int stloc.2 //存入第2个变量// *****************************************************
// i = 0 // ***************************************************** ldc.i4.0 //把常量0装入堆栈 stloc.1 //存入第1个变量// *****************************************************
// 跳转到 CHECK_COUNTER // ***************************************************** br.s CHECK_COUNTERSTART_LOOP:
// ***************************************************** // *pCurrent++ = i + 1 // *****************************************************// 1) 保存pCurrent到堆栈,然后累加pCurrent
ldloc.2 //把第2个变量装入堆栈 [pCurrent] dup // 复制栈顶的值 // [pCurrent pCurrent] ldc.i4.4 // 把常量4装入堆栈 [pCurrent pCurrent 4] add // 相加 [pCurrent pCurrent + 4] stloc.2 // 存入第2个变量 [pCurrent] // 译注:因为int型指针是4位的,所以加pCurrent+4==*pCurrent++// 2) 把 (i+1) 保存到pCurrent
ldloc.1 // 把第1个变量装入堆栈 [pCurrent i] ldc.i4.1 //把常量1装入堆栈 [pCurrent i 1] add // 相加 [pCurrent i+1] // 地址 值 stind.i4 // 把i+1的值的地址存入pCurrent [empty]// *****************************************************
// i = i + 1 // *****************************************************ldloc.1 // 把第1个变量装入堆栈
ldc.i4.1 // 把常量1装入堆栈 add // 相加 stloc.1 // 存入第1个变量CHECK_COUNTER:
// *****************************************************
// 如果i < 5 跳转至 START_LOOP; // *****************************************************ldloc.1 // 把第1个变量装入堆栈
ldc.i4.5 // 把常量5装入堆栈 blt.s START_LOOP // 如果i<5跳转至START_LOOP// *****************************************************
// pArray = 0 fixed 块结束 // *****************************************************ldc.i4.0 // 把常量0装入堆栈
conv.u // 转变为unsigned int,并压入堆栈 stloc.3 // 存入第3个变量// 打印数组元素……
ret
}PInvoke
本程序使用Win32 API GetComputerName 和 MessageBox 显示计算机的名字。API的MSIL声明形式如下:
.method public hidebysig static pinvokeimpl("kernel32.dll"
autochar winapi) int32 GetComputerName( class [mscorlib]System.Text.StringBuilder marshal( lptstr) buffer, int32& size) cil managed preservesig { }.method public hidebysig static pinvokeimpl("User32.dll"
autochar winapi) int32 MessageBox(native int hWnd, string marshal( lptstr) lpText, string marshal( lptstr) lpCaption, int32 uType) cil managed preservesig { }其调用规则与其他函数一致。
类
在前面的程序中,我们在Main函数中调用类函数,在本程序中,我们将徐希如何定义类。本程序包含2个类: Class1和SampleClass,Class1带有函数Main,在Main中生成SampleClass的一个实例。
指令:
.field—定义类成员。和关键字public、private、static等一起使用。
命令:
stsfld static field—用堆栈中的值替换静态字段的值。
ldfld field—把一个非静态字段装入堆栈。类实例的地址必须在调用本命令之前装入堆栈。 ldarg.n—把第n个参数装入堆栈。在非静态函数中,第0个参数是一个隐含的参数,代表this。 newobj constructor—用构造函数constructor生成一个类的实例。构造函数的参数必须在调用本函数之前先装入堆栈。一个类的实例会被生成并装入堆栈。 callvirt instance function—调用一个对象的后期绑定方法。代码:
.assembly Classes {}
/* class SampleClass{
private int m_n; private string m_s; public static int nStatic = 10; public SampleClass(int n, string s) { m_n = n; m_s = s; }public int Number
{ get { return m_n; } }public string String
{ get { return m_s; } } };class Class1
{ [STAThread] static void Main(string[] args) { SampleClass o = new SampleClass(1, "Sample"); Console.WriteLine(SampleClass.nStatic.ToString()); Console.WriteLine(o.Number.ToString()); Console.WriteLine(o.String); } } */.class private auto ansi beforefieldinit SampleClass
extends [mscorlib]System.Object { .field private int32 m_n // private int m_n; .field private string m_s // private string m_s; .field public static int32 nStatic // public static int nStatic;// 该私有静态构造函数由编译器生成
// (用以初始化类的静态成员) .method private hidebysig specialname rtspecialname static void .cctor() cil managed { .maxstack 8// *************************************************
// nStatic = 10 // *************************************************ldc.i4.s 10 // 把常量装入堆栈
// stsfld 命令把静态字段的值替换成堆栈中的值 stsfld int32 SampleClass::nStatic ret }// 构造函数
// public SampleClass(int n, string s) // .method public hidebysig specialname rtspecialname instance void .ctor(int32 n, string s) cil managed { .maxstack 8// *************************************************
// 调用基类的构造函数 // *************************************************ldarg.0 // 把第0个参数装入堆栈(隐含指针this)
// 调用类Object的构造函数 call instance void [mscorlib]System.Object::.ctor()// *************************************************
// m_n = n // *************************************************ldarg.0 // 把第0个参数装入堆栈(隐含指针this)
ldarg.1 // 把第1个参数装入堆栈(n) // 把n的值存入this.m_n stfld int32 SampleClass::m_n// *************************************************
// m_s = s // *************************************************ldarg.0 //把第0个参数装入堆栈(隐含指针this)
ldarg.2 //把第2个参数装入堆栈(s) // 把s的值存入this.m_s stfld string SampleClass::m_s ret }// 数字型属性
.property instance int32 Number() { // 调用 get_Number .get instance int32 SampleClass::get_Number() }.method public hidebysig specialname instance int32
get_Number() cil managed { .maxstack 8// 由编译器生成的变量
// 译注:实际上,只有Debug版的才有,Release版的就直接返回m_n .locals ([0] int32 tmp)// *************************************************
// 返回 m_n; // *************************************************ldarg.0
// 装入第0个参数(this) ldfld int32 SampleClass::m_n // 装入由堆栈栈顶指针指向的对象的字段 stloc.0 // 存入第0个变量 ldloc.0 // 把第0个变量装入堆栈(函数的返回值) ret}
// 字符型属性
.property instance string String() { .get instance string SampleClass::get_String() }.method public hidebysig specialname instance string
get_String() cil managed { .maxstack 8// 由编译器生成的变量
.locals ([0] string tmp)ldarg.0
// 装入第0个参数(this) ldfld string SampleClass::m_s // 装入由堆栈栈顶指针指向的对象的字段 stloc.0 // 存入第0个变量 ldloc.0 // 把第0个变量装入堆栈(函数的返回值) ret } }.class private auto ansi beforefieldinit Class1
extends [mscorlib]System.Object { // public的缺省构造函数 .method public hidebysig specialname rtspecialname instance void .ctor() cil managed {.maxstack 8
// *************************************************
// 调用基类构造函数 // *************************************************ldarg.0
// 装入thisr call instance void [mscorlib]System.Object::.ctor() // 类Objectr的构造函数ret
}// Main 函数
.method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed { // 本方法为程序的入口点.entrypoint
// 自定义属性
.custom instance void [mscorlib]System. STAThreadAttribute::.ctor() = ( 01 00 00 00 ) .maxstack 8 .locals ([0] class SampleClass o, [1] int32 tmp) // 由编译器生成// *************************************************
// o = new SampleClass(1, "Sample"); // ************************************************* ldc.i4.1 // 把常量1装入堆栈 ldstr "Sample" // 把字符常量装入堆栈 // 通过传入堆栈中的2个参数生成一个SampleClass的对象, // 并把他装入堆栈 newobj instance void SampleClass::.ctor(int32, string) stloc.0 // 存入第0个变量// *************************************************
// 访问静态类成员 // Console.WriteLine(SampleClass.nStatic.ToString()); // *************************************************//把静态字段的地址装入堆栈
ldsflda int32 SampleClass::nStatic // 为堆栈中的对象调用Int32::ToString call instance string [mscorlib]System.Int32 ::ToString() // 调用静态的WriteLine,其传入参数是堆栈中的字符串 call void [mscorlib]System.Console ::WriteLine(string)// *************************************************
// 调用实例函数 // Console.WriteLine(o.Number.ToString()); // *************************************************ldloc.0 // 装入第0个变量
// 调用堆栈中对象的函数 call instance int32 SampleClass::get_Number() stloc.1 // 存入第1个变量 ldloca.s tmp // 把地址装入堆栈 call instance string [mscorlib]System.Int32 ::ToString() call void [mscorlib]System.Console ::WriteLine(string)// *************************************************
// 调用实例函数 // Console.WriteLine(o.String); // *************************************************ldloc.0
callvirt instance string SampleClass::get_String() call void [mscorlib]System.Console ::WriteLine(string)// *************************************************
ldstr "Press Enter to continue" call void [mscorlib]System.Console ::WriteLine(class System.String) call int32 [mscorlib]System.Console::Read() pop // *************************************************ret
} }异常处理
本程序使2个数相除,捕捉其除0异常。try/catch 块在MSIL中看起来像C#中的一样。
命令:
leave.s label—离开try/catch等保护块。
代码:
.assembly Exception {}
/*
int x, y, z; string s;Console.WriteLine("Enter x:");
s = Console.ReadLine(); x = Int32.Parse(s);Console.WriteLine("Enter y:");
s = Console.ReadLine(); y = Int32.Parse(s);try
{ z = x / y; Console.WriteLine(z.ToString()); } catch (Exception e) { Console.WriteLine(e.Message); }*/
.method static public void main() il managed
{ .entrypoint .maxstack 8.locals ([0] int32 x,
[1] int32 y, [2] int32 z, [3] string s, [4] class [mscorlib]System.Exception e)//输入 x, y ...
.try
{
// ************************************************* // z = x / y; // *************************************************ldloc.0 // 装入第0个变量
ldloc.1 // 装入第1个变量 div // 相除 stloc.2 // 把结果存入第2个变量// *************************************************
// Console.WriteLine(z.ToString()); // *************************************************ldloca.s z // 装入z的地址
call instance string [mscorlib]System.Int32 ::ToString() call void [mscorlib]System.Console ::WriteLine(string)leave.s END_TRY_CATCH // 退出try
} catch [mscorlib]System.Exception { stloc.s e // 存入由堆栈抛出的异常// *************************************************
// Console.WriteLine(e.Message); // ************************************************* ldloc.s e // load e callvirt instance string [mscorlib]System.Exception ::get_Message() call void [mscorlib]System.Console ::WriteLine(string) leave.s END_TRY_CATCH // 退出catch块 }END_TRY_CATCH:
ret
}