Спонсор: Microsoft
Опубликован: 23.07.2006 | Доступ: свободный | Студентов: 1393 / 195 | Оценка: 4.28 / 4.17 | Длительность: 21:37:00
Специальности: Системный архитектор
Лекция 14:

Генерация MSIL

Аннотация: Основные свойства MSIL. Пример генерации MSIL по программе на Cи-бемоль. Механизм рефлексии в .NET (на примере). Процесс генерации MSIL.
Ключевые слова: net, MSIL, целевая платформа, представление, исполняемый код, just-in-time compiler, анализ, локальная память, куча, динамические объекты, вложенная процедура, доступ, безопасность, транслятор, адрес, присваивание, SDK, программа, адрес переменной, значение, стек, ПО, арифметические команды, место, OVF, исключение, операции, суффикс, команда, команды переходов, целый, метод экземпляра, объект, параметр, оптимизация, RET, box, unboxing, семантика, конструктор, инициализация, ссылочное значение, таблица, виртуальная машина, трансляция, класс, FIB, цикла, загрузка, вычисления программы, печать, рабочая переменная, сложение, выход, список, отношение, ArrayList, функция, сборка модулей, модуль, домен приложения, атрибут, сборка, массив, указатель, метка, генератор, вложенный блок, opcode, константы, Pascal, if, вывод, консоль, определение, return, исполняемый файл

Основные черты MSIL

Трансляторы, ориентированные на платформу .NET, должны генерировать код на MSIL, являющемся языком ассемблера некоторой виртуальной машины. Поэтому мы начнем с рассмотрения основных свойств целевой платформы нашего компилятора. В данной лекции мы не пытаемся дать полного и детального описания всех команд платформы; задача данного обзора - дать представление об основных идеях MSIL.

Программы на MSIL переводятся в исполняемый код реального процессора лишь непосредственно перед исполнением c помощью так называемой компиляции времени исполнения (которую также называют Just-In-Time compilation или динамической компиляцией). При этом выполняется довольно сложный типовой анализ программы и проверки условий корректности кода.

Основные черты архитекутры виртуальной машины MSIL таковы:

  • машина является стековой, причем стек является статически типизированным; это означает, что в каждой точке программы JIT-compiler должен иметь возможность статически определить типы содержимого всех ячеек стека. На практике это означает, например, невозможность написать код, кладущий в цикле значения на стек
  • ячейки стека представлены как 4-байтовые или 8-байтовые знаковые целовые (обозначаемые как I4 и I8, соответстсвенно; более короткие значения представляются как 4-байтовые);
  • стек используется как правило только для хранения промежуточных результатов вычисления (т.е. не рекомендуется хранить на стеке временные переменные, такие, как счетчик цикла и т.п.)
  • большинство команд MSIL получают свои аргументы на стеке, удаляют их со стека и помещают вместо них результат(ы) вычисления.
  • машина является объектно-ориентированной: структура MSIL отражает разбиение кода на классы, методы и т.п.

О хранении переменных в MSIL

Существует несколько вариантов хранения переменных в MSIL:

  • в статической области памяти, существующей все время выполнения программы
  • в локальной области, которая выделяется при входе в метод;
  • внутри объекта, размещенного в куче.

Статическая область памяти предназначена, например, для статических полей класса, глобальных переменных, констант и т.п. Например, в этой области памяти должны находиться переменные, описанные с модификатором static в языке C.

Локальная память выделяется для автоматических и временных переменных, параметров и т.п.

Куча предназначена для хранения динамических объектов. Кроме того, при реализации языков со вложенными процедурами и процедурными значениями, необходимо обеспечить доступ из вложенной процедуры к переменным из объемлющей среды. При этом, если язык допускает использование вложенных процедур в качестве переменных процедурного типа, то единственным способом для реализации такого механизма в безопасном режиме является построение в куче так называемого замыкания процедуры (closure) , которое будет содержать переменные из объемляющих сред, необходимые для работы данной процедуры.

Вера Васильева
Вера Васильева
Россия, г. Санкт-Петербург