MSILについて その①

アセンブラが分からないのに、MSILについて調べてみました。

■MSILとは？
MSIL(Microsoft Intermedia Language)とは中間言語のことです。
MSILは.NET環境で使用される、実行可能コードを記述するための中間言語で、プログラミング言語の一種になります。
C++/CLIなどを除く、.NETのプログラムは、コンパイル後に中間言語になり、実行時にネイティブコードになります。
そのため、MSILを学べば、少なからず.NETの知識が深まるのではないかと思います。

■MSILコードを見てみる
初心者がいきなり中間言語を書くのは無理なので、C#で簡単なアプリを作り、それをILに変換してみようと思います。
MSILへの逆アセンブルには、ildasm.exeを使用します。

C#のコードは以下のようにします。

namespace MSIL_1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int n = 5;
            Console.WriteLine(n);
        }
    }
}

上記コードをコンパイルして、実行ファイルを作成します。
作成した実行ファイルを早速、ildasm.exeで実行します。

C:\temp>ildasm MSIL_1.exe

実行すると、GUIが表示され、ツリーが表示されます。
しかし、欲しいのはコードなので、今度はテキストで出力してみます。

C:\temp>ildasm MSIL_1.exe /text

/text オプションを使用するとテキスト形式で、"コンソール上に"表示されます。これまた見にくいので、ファイルに出力したいと思います。

C:\temp>ildasm MSIL_1.exe /out=MSIL_1.il

出力ファイルの拡張子は、ilにします。
ilファイルと同時に、resファイルも作成されます。

以下が、出力されたilファイルになります。
一部自動生成コメントは、削除しています。

// Metadata version: v4.0.30319
.assembly extern mscorlib
{
  .publickeytoken = (B7 7A 5C 56 19 34 E0 89 )
  .ver 4:0:0:0
}
.assembly MSIL_1
{
  .custom instance void [mscorlib]System.Reflection.AssemblyTitleAttribute::.ctor(string) = ( 01 00 06 4D 53 49 4C 5F 31 00 00 )
  .custom instance void [mscorlib]System.Reflection.AssemblyDescriptionAttribute::.ctor(string) = ( 01 00 00 00 00 ) 
  .custom instance void [mscorlib]System.Reflection.AssemblyConfigurationAttribute::.ctor(string) = ( 01 00 00 00 00 ) 
  .custom instance void [mscorlib]System.Reflection.AssemblyCompanyAttribute::.ctor(string) = ( 01 00 00 00 00 ) 
  .custom instance void [mscorlib]System.Reflection.AssemblyProductAttribute::.ctor(string) = ( 01 00 06 4D 53 49 4C 5F 31 00 00 )
  .custom instance void [mscorlib]System.Reflection.AssemblyCopyrightAttribute::.ctor(string) = ( 01 00 12 43 6F 70 79 72 69 67 68 74 20 C2 A9 20   // ...Copyright .. 
                                                                                                  20 32 30 31 32 00 00 )                            //  2012..
  .custom instance void [mscorlib]System.Reflection.AssemblyTrademarkAttribute::.ctor(string) = ( 01 00 00 00 00 ) 
  .custom instance void [mscorlib]System.Runtime.InteropServices.ComVisibleAttribute::.ctor(bool) = ( 01 00 00 00 00 ) 
  .custom instance void [mscorlib]System.Runtime.InteropServices.GuidAttribute::.ctor(string) = ( 01 00 24 30 37 62 31 34 61 65 31 2D 61 35 65 66   // ..$07b14ae1-a5ef
                                                                                                  2D 34 64 61 36 2D 39 61 37 61 2D 30 32 61 39 62   // -4da6-9a7a-02a9b
                                                                                                  61 61 30 32 63 34 66 00 00 )                      // aa02c4f..
  .custom instance void [mscorlib]System.Reflection.AssemblyFileVersionAttribute::.ctor(string) = ( 01 00 07 31 2E 30 2E 30 2E 30 00 00 )             // ...1.0.0.0..
  .custom instance void [mscorlib]System.Runtime.Versioning.TargetFrameworkAttribute::.ctor(string) = ( 01 00 29 2E 4E 45 54 46 72 61 6D 65 77 6F 72 6B   // ..).NETFramework
                                                                                                        2C 56 65 72 73 69 6F 6E 3D 76 34 2E 30 2C 50 72   // ,Version=v4.0,Pr
                                                                                                        6F 66 69 6C 65 3D 43 6C 69 65 6E 74 01 00 54 0E   // ofile=Client..T.
                                                                                                        14 46 72 61 6D 65 77 6F 72 6B 44 69 73 70 6C 61   // .FrameworkDispla
                                                                                                        79 4E 61 6D 65 1F 2E 4E 45 54 20 46 72 61 6D 65   // yName..NET Frame
                                                                                                        77 6F 72 6B 20 34 20 43 6C 69 65 6E 74 20 50 72   // work 4 Client Pr
                                                                                                        6F 66 69 6C 65 )                                  // ofile

  // --- 次のカスタム属性が自動的に追加されました。コメントを解除しないでください -------
  //  .custom instance void [mscorlib]System.Diagnostics.DebuggableAttribute::.ctor(valuetype [mscorlib]System.Diagnostics.DebuggableAttribute/DebuggingModes) = ( 01 00 02 00 00 00 00 00 ) 

  .custom instance void [mscorlib]System.Runtime.CompilerServices.CompilationRelaxationsAttribute::.ctor(int32) = ( 01 00 08 00 00 00 00 00 ) 
  .custom instance void [mscorlib]System.Runtime.CompilerServices.RuntimeCompatibilityAttribute::.ctor() = ( 01 00 01 00 54 02 16 57 72 61 70 4E 6F 6E 45 78   // ....T..WrapNonEx
                                                                                                             63 65 70 74 69 6F 6E 54 68 72 6F 77 73 01 )       // ceptionThrows.
  .hash algorithm 0x00008004
  .ver 1:0:0:0
}
.module MSIL_1.exe
// MVID: {2014487B-D438-4882-A6E6-EFE6E79EE04B}
.imagebase 0x00400000
.file alignment 0x00000200
.stackreserve 0x00100000
.subsystem 0x0003       // WINDOWS_CUI
.corflags 0x00000003    //  ILONLY 32BITREQUIRED
// Image base: 0x00300000


// =============== CLASS MEMBERS DECLARATION ===================

.class private auto ansi beforefieldinit MSIL_1.Program
       extends [mscorlib]System.Object
{
  .method private hidebysig static void  Main(string[] args) cil managed
  {
    .entrypoint
    // コード サイズ       9 (0x9)
    .maxstack  1
    .locals init (int32 V_0)
    IL_0000:  ldc.i4.5
    IL_0001:  stloc.0
    IL_0002:  ldloc.0
    IL_0003:  call       void [mscorlib]System.Console::WriteLine(int32)
    IL_0008:  ret
  } // end of method Program::Main

  .method public hidebysig specialname rtspecialname 
          instance void  .ctor() cil managed
  {
    // コード サイズ       7 (0x7)
    .maxstack  8
    IL_0000:  ldarg.0
    IL_0001:  call       instance void [mscorlib]System.Object::.ctor()
    IL_0006:  ret
  } // end of method Program::.ctor

} // end of class MSIL_1.Program

次回、ILの基礎を調べながら、ilコードの解析をしてみます。