Анализ кодов операций CIL
Анализ кодов операций CIL
Заключительной темой нашего обсуждения в этой главе в отношении программного кода CIL будет роль кодов операций. Напомним, что код операции – это просто лексема CIL, используемая для построения логики реализации данного члена. Полный набор кодов операций CIL (который сам по себе довольно велик) можно разбить на следующие большие категории.
• Коды операций для управления программой
• Коды операций для оценки выражений
• Коды операций для осуществления доступа к значениям в памяти (через параметры, локальные переменный и т.п.)
Чтобы продемонстрировать некоторые возможности реализации членов средствами CIL, в табл. 15.5 предлагаются описания некоторых из наиболее часто используемых кодов операций, непосредственно связанных с логикой реализации членов. Кроме того, коды операций в данной таблице сгруппированы по функциональности.
Таблица 15.5. Коды операций CIL, связанные с реализацией членов
Коды операций Описание add, sub, mul, div, rem Позволяют выполнять сложение, вычитание, умножение и деление для пар значений (rem возвращает остаток от деления) and, or, not, xor Позволяют выполнять соответствующие бинарные операции для пар значений ceq, cgt, clt Позволяют сравнивать пару значений из стека различными способами, например: ceq: сравнение в отношении равенства cgt: сравнение в отношении "больше" clt: сравнение в отношении "меньше" box, unbox Используются для конвертирования ссылочных типов и типов, характеризуемых значениями ret Используется для выхода из метода и (если это необходимо) возвращения значения вызывающей стороне beq, bgt, ble, blt, switch Используются (в дополнение к множеству других родственных кодов операций) для управления логикой ветвления в методах, например: beq: переход к заданной метке, если выполняется равенство bgt: переход к заданной метке, если больше ble: переход к заданной метке, если меньше или равно blt: переход к заданной метке, если меньше Все коды операций, связанные с ветвлением, требуют указания метки CIL-кода, по которой должен осуществляться переход в том случае, когда соответствующее сравнение возвращает true call Используется для вызова члена указанного типа newarr, newobj Позволяет разместить в памяти новый массив или новый объект (cоответственно)Следующая большая категория кодов операций CIL (подмножество которой показано в табл. 15.6) используется для загрузки аргументов в виртуальный стек выполнения. Обратите внимание на то, что эти относящиеся к загрузке коды операций имеют префикс ld (load – загрузка).
Таблица 15.6. Коды операций CIL для помещения данных в стек
Код операции Описание ldarg (с множеством вариаций) Помещает в стек аргумент метода. Вдобавок к общей операции ldarg (для которой требуется указать индекс, идентифицирующий аргумент), есть множество ее вариаций. Например, ldarg с числовым суффиксом (ldarg_0) используется для загрузки соответствующего аргумента. Другие вариации ldarg позволяют с помощью кодов констант CIL из табл. 15.4 указать конкретный тип загружаемых данных (например, ldarg_I4 для int32), а также тип данных и значение (ldarg_I4_5 для загрузки int32 со значением 5) ldc (с множеством вариаций) Помещает в стек значение константы ldfld (с множеством вариаций) Помещает в стек значение поля уровня экземпляра ldloc (с множеством вариаций) Помещает в стек значение локальной переменной ldobj Читает все значения объекта, размещенного в динамической памяти, и помещает их в стек ldstr Помещает в стек строковое значениеВдобавок к множеству специальных кодов операций загрузки, CIL предлагает набор кодов операций, которые непосредственно "выталкивают" из стека самое верхнее значение. Как продемонстрировали первые несколько примеров этой главы, удаление значения из стека обычно выполняется с целью последующего сохранения этого значения в локальной памяти для дальнейшего использования (например, в качестве параметра при последующем вызове метода). С учетом этого становится ясно, почему многие коды операций, связанные с удалением текущего значения из виртуального стека выполнения, имеют префикс st (store – сохранять). Соответствующие описания приведены в табл. 15.7.
Таблица 15.7. Коды операций для извлечения данных из cтека
Код операции Описание pop Удаляет значение, находящееся в настоящий момент на вершине стека, но не обеспечивает сохранение этого значения starg Сохраняет значение из вершины стека в аргументе метода с указанным индексом stloc (c множеством вариаций) Удаляет значение, находящееся на вершине стека, и запоминает это значение в переменной с указанным индексом из списка локальных переменных stobj Копирует значение указанного типа из стека в память по указанному адресу stsfld Заменяет значение статического поля значением из cтекаСледует также знать о том, что различные коды операций CIL при выполнении своих задач неявно удаляют значения из стека. Например, при вычитании одного числа из другого с помощью операции sub следует учитывать то, что прежде чем выполнить соответствующее вычисление, sub "вытолкнет" из стека два доступных значения. После выполнения операции в стек добавляется результат (как неожиданно!).