续上文【翻译】MSIL 教程(一) ,本文继续讲解数组、分支、循环、使用不安全代码和如何调用Win32 API
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:
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 = " -> x
Ldlen // 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:
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:
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:
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_COUNTER
START_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
{
}