Язык CIL: инструкции для поддержки объектной модели

Инструкции для работы с массивами

В принципе, массивы являются такими же объектами, как и экземпляры других классов. Но для более эффективной реализации и для сокращения размеров CIL-кода в наборе инструкций CLI предусмотрена специальная инструкция для работы с одномерными массивами, индексируемыми с нуля.

Создание массивов

Инструкция newarr (см. таблицу 3.30) выделяет память под одномерный массив, индексируемый с нуля. Тип элементов массива указывается через токен метаданных во встроенном операнде инструкции (в качестве типа элементов может выступать тип-значение).

Диаграмма стека для инструкции newarr:

... , num -> ... , array

Инструкция newarr потребляет со стека вычислений размер массива (на диаграмме обозначен как num ) и оставляет объектную ссылку на созданный массив в куче.

Элементы созданного массива автоматически обнуляются.

Загрузка длины массива

Инструкция ldlen (см. таблицу 3.31) загружает размер одномерного массива на стек вычислений.

Диаграмма стека для инструкции ldlen:

... , array -> ... , length

Инструкция потребляет со стека объектную ссылку на массив и оставляет на стеке его размер в виде числа типа native unsigned int.

Работа с элементами массивов

Инструкции ldelem (см. таблицу 3.32) предназначены для загрузки значения элемента одномерного массива на стек вычислений.

Так как в процессе JIT-компиляции не отслеживаются точные типы объектных ссылок на стеке вычислений, то JIT-компилятору требуются указания о том, элементы какого типа содержатся в массиве. Поэтому для разных типов существуют разные варианты инструкции ldelem.

Следует иметь в виду, что значения целых типов, разрядность которых меньше 32 бит, при загрузке на стек удлиняются. Значения со знаком и значения без знака удлиняются по-разному, поэтому наличие отдельных инструкций для знаковых и беззнаковых целых типов вполне объяснимы. При этом остается неясным, для чего потребовалось определять две инструкции ldelem.i4 и ldelem.u4 для 32-разрядных целых типов, потому что они, очевидно, имеют одинаковый эффект.

Диаграмма стека для инструкций ldelem выглядит следующим образом:

... , array, index -> ... , value

Инструкция потребляет со стека объектную ссылку на массив и индекс элемента (типа native int ), значение которого надо загрузить.

Инструкция ldelema (см. таблицу 3.33) загружает на стек вычислений адрес элемента одномерного массива (управляемый указатель). Тип элементов массива указывается через токен метаданных во встроенном операнде инструкции (в качестве типа элементов может выступать тип-значение). Диаграмма стека для нее выглядит следующим образом:

... , array, index -> ... , addr

Инструкции stelem (см. таблицу 3.34) предназначены для сохранения значения со стека вычислений в элементе одномерного массива. Аналогично инструкциям ldelem, существуют различные варианты stelem для разных типов элементов массива. При этом варианты stelem для беззнаковых целых типов отсутствуют за ненадобностью.

Диаграмма стека для инструкций stelem:

... , array, index, value -> ...