msil入门说明

介绍微软中间语言 (MSIL) 是一种语言，是许多编译器(C#,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 \ \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 stackcall 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。