Язык программирования C#9 и платформа .NET5

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_X XX: (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 SDK.

Начните с создания нового каталога на своей машине. Создайте в этом каталоге файл global.json, который применяется к текущему каталогу и всем его подкаталогам. Он используется для определения версии комплекта SDK, которая будет задействована при запуске команд .NET Core CLI. Модифицируйте содержимое файла, как показано ниже:

 {
  "msbuild-sdks": {
  "Microsoft.NET.Sdk.IL": "5.0.0-preview.1.20120.5"
  }