Язык программирования C#9 и платформа .NET5 - Эндрю Троелсен

class="p1">ildasm /all /METADATA /out=.RoundTripRoundTrip.il

    .RoundTripbinDebugnet5.0RoundTrip.dll

На заметку! При сбрасывании содержимого сборки в файл утилита ildasm.exe также генерирует файл *.res. Такие ресурсные файлы можно игнорировать (и удалять), поскольку в текущей главе они не применяются. В них содержится низкоуровневая информация, касающаяся безопасности CLR (помимо прочих данных).

Теперь можете просмотреть файл RoundTrip.il в любом текстовом редакторе. Вот его содержимое (для удобства оно слегка переформатировано и снабжено комментариями):

// Ссылаемые сборки.

.assembly extern System.Runtime

{

  .publickeytoken = (B0 3F 5F 7F 11 D5 0A 3A)

  .ver 5:0:0:0

}

.assembly extern System.Console

{

  .publickeytoken = (B0 3F 5F 7F 11 D5 0A 3A )

  .ver 5:0:0:0

}

// Наша сборка.

.assembly RoundTrip

{

  ...

  .hash algorithm 0x00008004

  .ver 1:0:0:0

}

.module RoundTrip.dll

.imagebase 0x00400000

.file alignment 0x00000200

.stackreserve 0x00100000

.subsystem 0x0003

.corflags 0x00000001

// Определение класса Program.

.class private abstract auto ansi beforefieldinit '<Program>$'

  extends [System.Runtime]System.Object

{

  .custom instance void [System.Runtime]System.Runtime.CompilerServices

    .CompilerGeneratedAttribute::.ctor() = ( 01 00 00 00 )

  .method private hidebysig static void  '<Main>$'(string[] args) cil managed

  {

    // Помечает этот метод как точку входа исполняемой сборки.

    .entrypoint

    .maxstack  8

    IL_0000:  ldstr "Hello CIL code!"

    IL_0005:  call   void [System.Console]System.Console::WriteLine(string)

    IL_000a:  nop

    IL_000b:  call  string [System.Console]System.Console::ReadLine()

    IL_0010:  pop

    IL_0011:  ret

  } // end of method '<Program>$'::'<Main>$'

} // end of class '<Program>$'

Обратите внимание, что файл *.il начинается с объявления всех внешних сборок, на которые ссылается текущая скомпилированная сборка. Если бы в вашей библиотеке классов использовались дополнительные типы из других ссылаемых сборок (помимо System.Runtime и System.Console), тогда вы обнаружили бы дополнительные директивы .assembly extern.

Далее следует формальное определение сборки RoundTrip.dll, описанное с применением разнообразных директив CIL (.module, .imagebase и т.д.).

После документирования внешних ссылаемых сборок и определения текущей сборки находится определение типа Program, созданное из операторов верхнего уровня. Обратите внимание, что директива .class имеет различные атрибуты (многие из которых необязательны) вроде приведенного ниже атрибута extends, который указывает базовый класс для типа:

.class private abstract auto ansi beforefieldinit '<Program>$'

  extends [System.Runtime]System.Object

{ ... }

Основной объем кода CIL представляет реализацию стандартного конструктора класса и автоматически сгенерированного метода Main(), которые оба определены (частично) посредством директивы .method. После того, как эти члены были определены с использованием корректных директив и атрибутов, они реализуются с применением разнообразных кодов операций.

Важно понимать, что при взаимодействии с типами .NET Core (такими как System.Console) в CIL всегда необходимо использовать полностью заданное имя типа. Более того, полностью заданное имя типа всегда должно предваряться префиксом в форме дружественного имени сборки, где определен тип (в квадратных скобках). Взгляните на следующую реализацию метода Main() в CIL:

.method private hidebysig static void  '<Main>$'(string[] args) cil managed

 {

   // Помечает этот метод как точку входа исполняемой сборки.

   .entrypoint

   .maxstack  8

   IL_0000:  ldstr "Hello CIL code!"

   IL_0005:  call   void [System.Console]System.Console::WriteLine(string)

   IL_000a:  nop

   IL_000b:  call  string [System.Console]System.Console::ReadLine() IL_0010:  pop

   IL_0011:  ret

 } // end of method '<Program>$'::'<Main>$'

Роль меток в коде CIL

Вы определенно заметили, что каждая строка в коде реализации предваряется лексемой в форме IL_XXX: (например, IL_0000:, IL_0001: и т.д.). Такие лексемы называются метками кода и могут именоваться в любой выбранной вами манере (при условии, что они не дублируются внутри области действия члена). При сбросе содержимого сборки в файл утилита ildasm.exe автоматически генерирует метки кода, которые следуют соглашению об именовании вида IL_XXXX:. Однако их можно заменить более описательными маркерами, например:

.method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed

{

  .entrypoint

  .maxstack 8

  Nothing_1: nop

  Load_String: ldstr "Hello CIL code!"

  PrintToConsole: call void [System.Console]System.Console::WriteLine(string)

  Nothing_2: nop

  WaitFor_KeyPress: call string [System.Console]System.Console::ReadLine()

  RemoveValueFromStack: pop

  Leave_Function: ret

}

В сущности, большая часть меток кода совершенно не обязательна. Единственный случай, когда метки кода по-настоящему необходимы, связан с написанием кода CIL, в котором используются разнообразные конструкции ветвления или организации циклов, т.к. с помощью меток можно указывать, куда должен быть направлен поток логики. В текущем примере все автоматически сгенерированные метки кода можно удалить безо всяких последствий:

.method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed

{

  .entrypoint

  .maxstack 8

  nop

  ldstr "Hello CIL code!"

  call void [System.Console]System.Console::WriteLine(string)

  nop

  call string [System.Console]System.Console::ReadLine()

  pop

  ret

}

Взаимодействие c CIL: модификация файла *.il

Теперь, когда вы имеете представление о том, из чего состоит базовый файл CIL, давайте завершим эксперимент с возвратным проектированием. Цель здесь довольно проста: изменить сообщение, которое выводится в окно консоли. Вы можете делать что-то большее, скажем, добавлять ссылки на сборки или создавать новые классы и методы, но мы ограничимся простым примером.

Чтобы внести изменение, вам понадобится модифицировать текущую реализацию операторов верхнего уровня, созданную в виде метода <Main>$(). Отыщите этот метод в файле *.il и измените сообщение на "Hello from altered CIL code!".

Фактически код CIL был модифицирован для соответствия следующему определению на языке С#:

static void Main(string[] args)

{

  Console.WriteLine("Hello from altered CIL code!");

  Console.ReadLine();

}

Компиляция кода CIL

Предшествующие версии .NET позволяли компилировать файлы *.il с применением утилиты ilasm.exe. В .NET Core положение дел изменилось. Для компиляции файлов *.il вы должны использовать тип проекта Microsoft.NET.Sdk.IL. На момент написания главы он все еще не был частью стандартного комплекта