Язык программирования C#9 и платформа .NET5

Определение конструкторов типа в CIL

Спецификация CTS поддерживает создание конструкторов как уровня экземпляра, так и уровня класса (статических). В CIL конструкторы уровня экземпляра представляются с использованием лексемы .ctor, тогда как конструкторы уровня класса — посредством лексемы .cctor (class constructor — конструктор класса). Обе лексемы CIL должны сопровождаться атрибутами rtspecialname (return type special name — специальное имя возвращаемого типа) и specialname. Упомянутые атрибуты применяются для обозначения специфической лексемы CIL, которая может трактоваться уникальным образом в любом отдельно взятом языке .NET Core. Например, в языке C# конструкторы не определяют возвращаемый тип, но в CIL возвращаемым значением конструктора на самом деле является void:

 .class public MyBaseClass
 {
  .field private string stringField
  .field private int32 intField
  .method public hidebysig specialname rtspecialname
  instance void .ctor(string s, int32 i) cil managed
  {
   // Добавить код реализации...
  }
 }

Обратите внимание, что директива .ctor снабжена атрибутом instance (поскольку конструктор не статический). Атрибуты cil managed указывают на то, что внутри данного метода содержится код CIL, а не неуправляемый код, который может использоваться при выполнении запросов Р/Invoke.

Определение свойств в CIL

Свойства и методы также имеют специфические представления в CIL. В качестве примера модифицируйте класс MyBaseClass с целью поддержки открытого свойства по имени TheString, написав следующий код CIL (обратите внимание на применение атрибута specialname):

 .class public MyBaseClass
 {
  ...
  .method public hidebysig specialname
  instance string get_TheString cil managed
  {
   // Добавить код реализации...
  }

  .method public hidebysig specialname
  instance void set_TheString(string 'value') cil managed
  {
   // Добавить код реализации...
  }

  .property instance string TheString
  {
  .get instance string
  MyNamespace.MyBaseClass::get_TheString
  .set instance void
  MyNamespace.MyBaseClass::set_TheString(string)
  }
 }

В терминах CIL свойство отображается на пару методов, имеющих префиксы get_ и set_. В директиве .property используются связанные директивы .get и .set для отображения синтаксиса свойств на подходящие "специально именованные" методы.

На заметку! Обратите внимание, что входной параметр метода set в свойстве помещен в одинарные кавычки и представляет имя лексемы, которая должна применяться в правой части операции присваивания внутри области определения метода.

Определение параметров членов

Коротко говоря, параметры в CIL указываются (более или менее) идентично тому, как это делается в С#. Например, каждый параметр определяется путем указания его типа данных, за которым следует имя параметра. Более того, подобно C# язык CIL позволяет определять входные, выходные и передаваемые по ссылке параметры. Вдобавок в CIL допускается определять массив параметров (соответствует ключевому слову params в С#), а также необязательные параметры.

Чтобы проиллюстрировать процесс определения параметров в низкоуровневом коде CIL, предположим, что необходимо построить метод, который принимает параметр int32 (по значению), параметр int32 (по ссылке), параметр [System.Runtime.Extensions]System.Collection.ArrayList и один выходной параметр (типа int32). В C# метод выглядел бы примерно так:

 public static void MyMethod(int inputInt,
  ref int refInt, ArrayList ar, out int outputInt)
 {
  outputInt = 0; // Просто чтобы удовлетворить компилятор C#...
 }

После отображения метода MyMethod на код CIL вы обнаружите, что ссылочные параметры C# помечаются символом амперсанда (&), который дополняет лежащий в основе тип данных (int32 &).

Выходные параметры также снабжаются суффиксом &, но дополнительно уточняются лексемой [out] языка CIL. Вдобавок если параметр относится к ссылочному типу ([System.RuntimeExtensions]System.Collections.ArrayList), то перед типом данных указывается лексема class (не путайте ее с директивой .class):

 .method public hidebysig static void MyMethod(int32 inputInt,
  int32& refInt,
  class [System.Runtime.Extensions]System.Collections.ArrayList ar,
  [out] int32& outputInt) cil managed
 {
  ...
 }

Исследование кодов операций CIL

Последний аспект кода CIL, который будет здесь рассматриваться, связан с ролью разнообразных кодов операций. Вспомните, что код операции — это просто лексема CIL, используемая при построении логики реализации для заданного члена.

Все коды операций CIL (которых довольно много) могут быть разделены на три обширные категории:

• коды операций, которые управляют потоком выполнения программы ;

• коды операций, которые вычисляют выражения;

• коды операций, которые получают доступ к значениям в памяти (через параметры, локальные переменные и т.д.).

В табл. 19.4 описаны наиболее полезные коды операций, имеющие прямое отношение к логике реализации членов; они сгруппированы по функциональности.

Коды операций из следующей обширной категории (подмножество которых описано в табл. 19.5) применяются для загрузки (заталкивания) аргументов в виртуальный стек выполнения. Обратите внимание, что все эти ориентированные на загрузку коды операций имеют префикс Id (load — загрузить).

В дополнение к набору кодов операций, связанных с загрузкой, CIL предоставляет многочисленные коды операций, которые явно извлекают из стека самое верхнее значение. Как было показано в нескольких начальных примерах, извлечение значения из стека обычно предусматривает его сохранение во временном локальном хранилище с целью дальнейшего использования (наподобие параметра для предстоящего вызова метода). Многие коды операций, извлекающие текущее значение из виртуального стека выполнения, снабжены префиксом st (store — сохранить). В табл. 19.6 описаны некоторые распространенные коды операций.