MSIL简介 - Part 2 - 使用局部变量

在MSIL简介系列的第2部分，我将会探索局部变量的使用。如果没有变量，那么一个程序将会很无聊。为了解释如何使用变量，让我们写一个简单的求和程序。

在一个MSIL函数中，变量可以通过.locals指令声明.

.locals init (int32 first, int32 second, int32 result)

这个代码为当前函数声明了3个局部变量。本例中，它们恰好是 int32类型，是System.Int32类型的别名。 init表示每个变量都需要被初始化成默认值。也可以忽略变量名，那样的话你需要通过从0开始的下标来引用它们。当然，使用变量名可以提高可读性。

在继续讲解之前，我希望确定你了解MSIL如何使用栈。当你想要给一个指令传值时，这些值需要被放到栈中。为了读取这些值，指令从栈中把它们拿出来。相似的，当调用一个函数时，你需要把引用依次推入栈中。然后函数会从栈中取出引用。为了把一个值推入栈中，用ldloc指令指示拥有那个值的变量。为了从栈中弹出一个值，使用stloc指令指示你要在哪个变量中存储这个值。记住，值是直接存储在栈中的，但是对象不是。对象的引用被存储在栈中，但对象在堆中被分配。

下一步是从用户那里获取数字。

ldstr "First number: "
call void [mscorlib]System.Console::Write(string)
call string [mscorlib]System.Console::ReadLine()
call int32 [mscorlib]System.Int32::Parse(string)
stloc first

就像是我在Part 1中提到的，ldstr指令把字符串推入栈中并调用Write函数，Write函数把变量从栈中弹出。下一个call指令调用返回string的ReadLine函数。返回的string被推入栈中，由于string已经在栈中，我们简单地调用 Int32::parse 函数把字符串弹出并推入等值的int32。注意，我为了讲解更清楚，忽略了错误处理。stloc指令会弹出栈中的值并把它存储在first局部变量中。从用户获取第二个数字的方法和这个相同，只是第二个数字的值需要被存储在 ‘second’ 局部变量中。

既然我们已经从标准输入中获取了两个值，是时候把它们相加。add指令可以达到我们的目的。

ldloc first
ldloc second
add
stloc result

add指令从栈中弹出两个值并计算它们的和。为了把局部变量的值推入栈中，我们使用了ldloc指令(load local)，当add指令完成的时候，它会把结果推入栈中。接着程序使用stloc指令(set local)从栈中弹出值，并将其存储在名为 ‘result’ 的局部变量中。

最后一步是向用户展示结果。

ldstr "{0} + {1} = {2}"ldloc first
box int32ldloc second
box int32ldloc result
box int32call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string, object, object, object)

我们使用WriteLine重载函数。WriteLine函数的每个参数，都必须依次被推入栈中。因为数字是作为 int32值类型被存储的，我们需要为每个值装箱；否则和函数签名不匹配。

ldloc指令把每个变量推入栈中。然后为每个int32参数使用box指令。装箱会从栈中弹出值，构造一个包含值的副本的对象，然后把引用推入栈中。

下面是一个完整的程序。

.method static void main()
{.entrypoint.maxstack 4.locals init (int32 first,int32 second,int32 result)ldstr "First number: "call void [mscorlib]System.Console::Write(string)call string [mscorlib]System.Console::ReadLine()call int32 [mscorlib]System.Int32::Parse(string)stloc firstldstr "Second number: "call void [mscorlib]System.Console::Write(string)call string [mscorlib]System.Console::ReadLine()call int32 [mscorlib]System.Int32::Parse(string)stloc secondldloc firstldloc secondaddstloc resultldstr "{0} + {1} = {2}"ldloc firstbox int32ldloc secondbox int32ldloc resultbox int32call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string, object, object, object)   ret
}

这里例子还有需要注意的一点是，我指示了main函数最多使用4个栈槽。这是为了和WriteLine函数的4个参数相匹配。

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