arrays - CIL 的 stelem 指令的 typeTok 参数的目的是什么？

Question

CIL stelem指令(ECMA 335 [pdf] 中的 III.4.26)指定为

Format      Assembly Format     DescriptionA4 <T>      stelem typeTok      Replace array element at index with the                                value on the stackStack Transition:…, array, index, value,  ->  …

我不明白 typeTok 参数的目的是什么。

原始规范

以下是规范中提到的所有typeTok:

• 在描述中:

  The type of value must be array-element-compatible-with typeTok in the instruction.

• 在“正确性”部分:

  typeTok shall be a valid typedef, typeref, or typespec metadata token.

• 在“可验证性”部分:

  • the tracked type of array is T[], for some T;

  • the tracked type of value is array-element-compatible-with typeTok;

  • typeTok is array-element-compatible-with T

因此 typeTok 没有用于任何用途；它只是必须提供。换句话说，我看到的唯一要求是满足条件的 typeTok 必须存在。

修改规范

然而，仅要求存在这样一个typeTok 等同于¹ 将上述规范部分更改为

• 在描述中:

  The type of value must be array-element-compatible-with the element type of array

• 在“正确性”部分，删除上面的部分。

• 在“可验证性”部分:

  • the tracked type of array is T[], for some T;

  • the tracked type of value is array-element-compatible-with T

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^{1 如果 value 是 a-e-c-with array 的元素类型，那么因为a-e-c-with 关系的自反性，value 的类型或数组的元素类型都可以选择为满足要求的 typeTok的“原始规范”。相反，如果存在具有给定要求的 typeTok，则 a-e-c-with 关系的传递性会立即产生“修改后的规范”的要求。}

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那我错过了什么？为什么存在 typeTok 参数(因此为什么存在 stelem.<type> 指令，但 stelem.ref 除外)？

Answer 1

Stelem TypeToken 的存在是为了支持非原始值类型。如果此操作码不存在，唯一的其他选择是将这些结构装箱。

有一个 stelem.* 元素家族。对于原语 [i,i1,i2,i4,i8,r4,r8,and ref]

原始的告诉它期望堆栈上有一个特定大小的元素并且应该读取它，ref 表示有一个对象引用。现在，如果不是基元的 struct 呢？您可能会说只使用相同大小的那些基元之一。毕竟，这就是它对 Enum 数组的作用。考虑 DateTimeOffSet。它是 12 个字节，因此您不能使用现有的原语之一。必须装箱来存储这些元素的数组是不好的。

存在的另一个操作码是stelem.any，它用于通用代码。这只是一个短代码，以防 TypeToken 可能是对 class 类型的引用。您始终可以使用 stelem.any，但如果类型标记由基元处理，则使用 4 个额外字节是一种浪费。

需要类型信息的

CIL 操作码 始终将它们作为操作数，即使基于堆栈上的其他元素应该是显而易见的。这可能只是为了让 CLR 团队的生活更轻松。 (考虑 box 需要一个操作码)。这也可能有助于发射器避免犯错误。例如

ldc.i4.8
box typetoken(long)
//whoops we clearly need to conv.i8 before we can box this as a long. 

为什么存在速记版本(例如 Stelem.i4 只是 stelem typetoken(int32)？它们的存在是为了少 4 个字节。更短的方法有更好的机会被内联。过去，如果一个方法超过 32 字节的 IL，它就不会被内联。

编辑:我错了。似乎 C# 通常会获取结构地址元素的地址并存储它们。从技术上讲，您可以使用 stelem TypeToken(因为这是在一般情况下发出的)，但 VS 团队似乎没有。

var dynmethod = new DynamicMethod("test", typeof(void), new[] { typeof(DateTimeOffset[]), typeof(DateTimeOffset) });
        var gen = dynmethod.GetILGenerator();
        gen.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
        gen.Emit(OpCodes.Ldc_I4_0);
        gen.Emit(OpCodes.Ldarg_1);
        gen.Emit(OpCodes.Stelem, typeof(DateTimeOffset));
        gen.Emit(OpCodes.Ret);
        var d=dynmethod.CreateDelegate(typeof(Action<DateTimeOffset[], DateTimeOffset>)) as Action<DateTimeOffset[],DateTimeOffset>;

这个序列按预期工作，所以我不知道他们为什么选择另一条路线。