IL 汇编学习笔记（一）

今天我开始了 IL 汇编语言的学习，下面都是对一篇文章学习过程的翻译和摘要。
原文：http://www.codeproject.com/dotnet/ilassembly.asp


先从一个 HelloWorld 例子开始：

// Test.IL
// A simple programme which prints a string on the console

.assembly  extern  mscorlib {}

.assembly Test
{
    .ver  1 : 0 : 1 : 0
}
.module test.exe

.method  static   void  main() cil managed  //  "cil managed" 让编译器编译为托管代码
{
    .maxstack  1   //  要加载到 evaluation stack 中的条目数
    .entrypoint
    
    ldstr  " I am from the IL Assembly Language "   //  加载字符串到 evaluation stack
    
    call  void  [mscorlib]System.Console::WriteLine ( string )  //  使用上一个语句加载到 evaluation stack 里的那个 string.
    ret
}

Evaluation Stack：评估堆栈

    a. 该堆栈用于在方法执行之前，存储所需变量的值。
    b. 方法执行后，会自动被清空，或存储一个结果。
    c. 通过 .maxstack n 的语句可以指定其最大容量（item 数）

例子：简单的加法

// Add Two Numbers

.assembly  extern  mscorlib {}

.assembly Add
{
    .ver  1 : 0 : 1 : 0
}
.module add.exe

.method  static   void  main() cil managed
{
    .maxstack  2
    .entrypoint
   
    ldstr  " The sum of 50 and 30 is =  "
    call  void  [mscorlib]System.Console::Write ( string )
   
    ldc.i4.s  50   //  加载单字节的整数
    ldc.i4  30     //  加载4个字节的整数
    add
    call  void  [mscorlib]System.Console::Write (int32)
    ret
}

类型列表（注意其中的类型是否为 CLS 兼容的）：

IL Name	.NET Base Type	Meaning	CLS Compliant
Void		no data, only used as return type	No
Bool	System.Boolean	Boolean Value	No
Char	System.Char	Character Value (16 bit unicode)	No
int8	System.SByte	Single Byte Integer (signed)	No
int16	System.Int16	Two Byte Integer(signed)	No
int32	System.Int32	Four Byte Integer(signed)	Yes
int64	System.64	8 Byte Integer(signed)	Yes
native int	System.IntPtr	Signed Integer	Yes
unsigned int8	System.Byte	One byte integer (unsigned)	No
unsigned int16	System.UInt16	Two byte integer (unsigned)	No
unsigned int32	System.UInt32	Four byte integer (unsigned)	No
unsigned int64	System.UInt64	Eight byte integer (unsigned)	Yes
native unsigned int	System.UIntPtr	Unsigned Integer	Yes
Float32	System.Single	Four byte Floating Point	No
Float64	System.Double	Eight byte Floating Point	No
object	System.Object	Object type value	Yes
&		Managed Pointer	Yes
*	System.IntPtr	Unmanaged Pointer	Yes
typedef	System.Typed Reference	Special type that holds data and explicitly indicates the type of data.	Yes
Array	System.Array	Array	Yes
string	System.String	String type	Yes

除此之外还有一些类型助记符：.i4, .i4.s, .u4 等。
例如如下代码：

call int32 SomeFunction ( string , int32, float64 < code lang = msil > )

其参数分别是相当于 C# 的 string, int, double. 返回一个 int.
这个例子中用到的都是一些 CLS 兼容的类型。如果是自定义的类型呢？看下面的例子：

// In C#
ColorTranslator.FromHtml(htmlColor)        
// In ILAsm
call instance  string  [System.Drawing]
    System.Drawing.ColorTranslator::ToHtml(valuetype 
    [System.Drawing]System.Drawing.Color)

注意这里的 valuetype 关键字用于指示一个不是基础数据类型的类型。


如何声明变量：

可以用 .locals 指令。
例子及解析：

.locals init (int32,  string )  // 声明两个变量，一个 int 一个 string.
ldc.i4  34   //  加载整数 34 到 Evaluation Stack
stloc. 0    //  保存到变量 0(变量从 0 开始按索引存取，这里就是上面分配的整形变量）
ldstr  " Some Text for Local Variable "   //  加载字符串
stloc. 1   //  赋值给 string 变量（在位置1)
ldloc. 0   //  加载变量 0（整数）的值到 Evaluation Stack.
call  void  [mscorlib]System.Console::WriteLine(int32)  //  打印整数
ldloc. 1   //  加载变量 1（字符串）的值到 Evaluation Stack.
call  void  [mscorlib]System.Console::WriteLine( string )  //  打印字符串

以上没有指定变量名称，如果要指定也是可以的：

.locals init (int32 x, int32 y)

要加载这种变量，可以用 stloc x 和 stloc y 语句。

( To be continued)