罕见的技术:MSIL的机器码简析

前言

一般的只有最终的汇编代码才有机器码表示，然一个偶然的机会发现，MSIL(Microsoft intermediate language)作为一个中间语言表示，居然也有机器码，其实这也难怪，计算机里面万物都是二进制，本篇来看下。原文：在此处

概括

1.C# And IL

先上C#代码：

static void Main()
{
    Program pm=new Program();
    GC.Collect();
    Console.WriteLine("CeShi JITDUMP");
    Console.ReadLine();
}

非常简单的一段代码，把这段代码编译后的DLL导入到微软官方的ILDASM工具里面去，可以看到如下代码：

.method private hidebysig static void  Main() cil managed
{
  .entrypoint
  // 代码大小       28 (0x1c)
  .maxstack  8
  IL_0000:  newobj     instance void Program::.ctor()
  IL_0005:  pop
  IL_0006:  call       void [System.Runtime]System.GC::Collect()
  IL_000b:  ldstr      "CeShi JITDUMP"
  IL_0010:  call       void [System.Console]System.Console::WriteLine(string)
  IL_0015:  call       string [System.Console]System.Console::ReadLine()
  IL_001a:  pop
  IL_001b:  ret
} // end of method Program::Main

这里注意下标号IL_0000的那段代码：

IL_0000:  newobj     instance void Program::.ctor()

以此为例子作为观察。

2.JIT Import IL

来看下JIT把这段IL代码导入后的一个情况

IL to import:
IL_0000  73 04 00 00 06    newobj       0x6000004
IL_0005  26                pop
IL_0006  28 0e 00 00 0a    call         0xA00000E
IL_000b  72 01 00 00 70    ldstr        0x70000001
IL_0010  28 0f 00 00 0a    call         0xA00000F
IL_0015  28 10 00 00 0a    call         0xA000010
IL_001a  26                pop
IL_001b  2a                ret

注意到JIT导入这段IL代码之后，多了机器码，多了十六进制的表示。以IL_0000段代码为例

导入之前：

 IL_0000:  newobj     instance void Program::.ctor()

这里newobj之前没有机器码，newobj之后是调用了函数instance void Program::.ctor()。

导入之后：

IL_0000  73 04 00 00 06    newobj       0x6000004

这里很明显看到变化，newobj之前有一连串的机器码:73 04 00 00 06。newobj之后，则有十六进制0x6000004取代了上面的函数调用:instance void Program::.ctor()。

3.分析

那么IL里面的这些机器码和十六进制数值是干什么用的呢？

首先看下机器码：73 04 00 00 06。一个个的看。

首先的0x73，它表示的是：newobj的机器码。它的原型是：

OPDEF(CEE_NEWOBJ, "newobj",VarPop,PushRef,InlineMethod,   IObjModel, 1,0xFF,0x73,CALL)

后面的04 00 00 06这四个字节的机器码可以看做一个整体，小端取值那么它的值是:6000004。

那么这个6000004到底表示什么东西呢？通过ILDASM的快捷键Ctrl+M打开元数据信息，里面可以看到6000004表示的就是.ctor函数的元数据描述，它的原型如下：

Method #2 (06000004)
-------------------------------------------------------
MethodName: .ctor (06000004)
Flags     : [Public] [HideBySig] [ReuseSlot] [SpecialName] [RTSpecialName] [.ctor]  (00001886)
RVA       : 0x00002084
ImplFlags : [IL] [Managed]  (00000000)
CallCnvntn: [DEFAULT]
hasThis
ReturnType: Void
No arguments.

那么这段代码

IL_0000  73 04 00 00 06    newobj       0x6000004

的整体意思就很清楚了，73 04 00 00 06里面的73是表示newobj,后面的04 00 00 06表示调用.ctor非静态构造函数。它实际上跟ILDASM里面显示的是同一个意思，但是因为在内存里面操作，所以它只能是十六进制或者二进制，JIT导入的时候只不过把字母的含义替换成了具体数字的含义。

结尾

作者：江湖评谈

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