.Net 7函數(shù)Ctor與CCtor使用及區(qū)別詳解
目錄
- 楔子
- 目的非手段
- .Ctor目的
- .CCtor目的
楔子
有小伙伴被面試官問(wèn)到這個(gè)問(wèn)題，本篇徹底解析下這個(gè)問(wèn)題。
為了徹底點(diǎn)，注意本篇是最底層的.Net 7 RC CLR運(yùn)行模型（匯編）為基礎(chǔ)進(jìn)行全局剖析，局部業(yè)務(wù)分析。
如有疏漏，請(qǐng)斧正。
目的非手段
這兩個(gè)函數(shù)比較特殊的存在，.Ctor是非靜態(tài)默認(rèn)實(shí)例化。.CCtor是靜態(tài)默認(rèn)實(shí)例化。這兩個(gè)函數(shù)伴隨著.Net任何對(duì)象的實(shí)例化都自動(dòng)存在于這個(gè)對(duì)象當(dāng)中。
跟蹤.CCtor可以在全局靜態(tài)對(duì)象下斷點(diǎn)，觀察它的里面運(yùn)行。跟蹤.Ctor可以通過(guò)!name2ee模塊 模塊.類(lèi)名..Ctor找到JITTED Code Address，觀察它的運(yùn)行。正如本段題所說(shuō)，這只是手段，不是目的。所以下面看目的。
.Ctor目的
先來(lái)看下非靜態(tài)默認(rèn)構(gòu)造函數(shù).Ctor。上一段代碼：
internal class Program
{
public class ABC
{
}
static void Main(string[] args)
{
ABC abc = new ABC();
Console.ReadLine();
}
}
直接給它反編譯：
00007FFDF2FA03B0 55 pushrbp 00007FFDF2FA03B1 48 83 EC 40 sub rsp,40h 00007FFDF2FA03B5 48 8D 6C 24 40 lea rbp,[rsp+40h] 00007FFDF2FA03BA C5 D8 57 E4 vxorps xmm4,xmm4,xmm4 00007FFDF2FA03BE C5 FA 7F 65 E8 vmovdqu xmmword ptr [rbp-18h],xmm4 00007FFDF2FA03C3 33 C0xor eax,eax 00007FFDF2FA03C5 48 89 45 F8 mov qword ptr [rbp-8],rax 00007FFDF2FA03C9 48 89 4D 10 mov qword ptr [rbp+10h],rcx 00007FFDF2FA03CD 83 3D BC E9 19 00 00 cmp dword ptr [7FFDF313ED90h],0 00007FFDF2FA03D4 74 05je 00007FFDF2FA03DB 00007FFDF2FA03D6 E8 B5 BF 79 5E callJIT_DbgIsJustMyCode (07FFE5173C390h) 00007FFDF2FA03DB 90 nop 00007FFDF2FA03DC 48 B9 30 F6 5B F3 FD 7F 00 00 mov rcx,7FFDF35BF630h 00007FFDF2FA03E6 E8 75 7C C1 5E callJIT_TrialAllocSFastMP_InlineGetThread (07FFE51BB8060h) 00007FFDF2FA03EB 48 89 45 F0 mov qword ptr [rbp-10h],rax 00007FFDF2FA03EF 48 8B 4D F0 mov rcx,qword ptr [rbp-10h] // 這個(gè)地方是調(diào)用了.Ctor 00007FFDF2FA03F3 FF 15 0F 8D 60 00 callqword ptr [7FFDF35A9108h] 00007FFDF2FA03F9 48 8B 45 F0 mov rax,qword ptr [rbp-10h] 00007FFDF2FA03FD 48 89 45 F8 mov qword ptr [rbp-8],rax 00007FFDF2FA0401 FF 15 A9 93 60 00 callqword ptr [7FFDF35A97B0h] 00007FFDF2FA0407 48 89 45 E8 mov qword ptr [rbp-18h],rax 00007FFDF2FA040B 90 nop 00007FFDF2FA040C 90 nop 00007FFDF2FA040D 48 83 C4 40 add rsp,40h 00007FFDF2FA0411 5D pop rbp 00007FFDF2FA0412 C3 ret
調(diào)用.Ctor的地方注釋了下，如果直接進(jìn)入會(huì)調(diào)用到PrecodeFixupThunk。所以這里需要在PreStubWorker下斷點(diǎn)。一路跟蹤下去發(fā)現(xiàn)這個(gè).Ctor是利用預(yù)備的IL代碼，讓RyuJIt對(duì)它進(jìn)行一個(gè)編譯
.Ctor調(diào)用堆棧：
coreclr.dll!MethodDesc::JitCompileCodeLocked 行 952 C++ coreclr.dll!MethodDesc::JitCompileCodeLockedEventWrapper 行 823 C++ coreclr.dll!MethodDesc::JitCompileCode 行 763 C++ coreclr.dll!MethodDesc::PrepareILBasedCode 行 426 C++ coreclr.dll!MethodDesc::PrepareCode 行 323 C++ coreclr.dll!CodeVersionManager::PublishVersionableCodeIfNecessary 行 1698 C++ coreclr.dll!MethodDesc::DoPrestub 行 2109 C++ coreclr.dll!PreStubWorker 行 1938 coreclr.dll!ThePreStub (
到JitCompileCodeLocked里面調(diào)用了UnsafeJitFunction為止，因?yàn)楹竺娑际?code>RyuJit的復(fù)雜編譯過(guò)程，此處不述。
我們來(lái)看下UnsafeJitFunction返回的pCode地址處的匯編代碼：
00007FFDF2F80430 55 pushrbp 00007FFDF2F80431 57 pushrdi 00007FFDF2F80432 48 83 EC 28 sub rsp,28h 00007FFDF2F80436 48 8D 6C 24 30 lea rbp,[rsp+30h] 00007FFDF2F8043B 48 89 4D 10 mov qword ptr [rbp+10h],rcx 00007FFDF2F8043F 83 3D 4A E9 19 00 00 cmp dword ptr [7FFDF311ED90h],0 00007FFDF2F80446 74 05je 00007FFDF2F8044D 00007FFDF2F80448 E8 43 BF 7B 5E callJIT_DbgIsJustMyCode (07FFE5173C390h) 00007FFDF2F8044D 48 8B 4D 10 mov rcx,qword ptr [rbp+10h] 00007FFDF2F80451 FF 15 D9 0B E5 FF callqword ptr [7FFDF2DD1030h] 00007FFDF2F80457 90 nop 00007FFDF2F80458 90 nop 00007FFDF2F80459 48 83 C4 28 add rsp,28h 00007FFDF2F8045D 5F pop rdi 00007FFDF2F8045E 5D pop rbp 00007FFDF2F8045F C3 ret
它里面就調(diào)用了一個(gè)Call，也就是這句話(huà)：
call qword ptr [7FFDF2DD1030h]
這個(gè)十六進(jìn)制的7FFDF2DD1030h是個(gè)啥呢？繼續(xù)跟進(jìn)下：0x00007FFDF2DD1030 00007ffe50357230它里面包含了一個(gè)地址00007ffe50357230看下這個(gè)地址的匯編代碼：
00007FFE50357230 C3 ret
它直接返回了。
所以這得出了一個(gè)什么結(jié)論呢？也就是說(shuō)在當(dāng)前這個(gè)例子中，.Ctor啥都沒(méi)做。
.CCtor目的
來(lái)看下靜態(tài)的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)干了些啥。先上代碼：
internal class Program
{
static string a ="abcd";
static void Main(string[] args)
{
string i = a;
Console.WriteLine(a);
Console.ReadLine();
}
}
同樣反編譯下：
00007FFDF01903B0 55 pushrbp 00007FFDF01903B1 57 pushrdi 00007FFDF01903B2 48 83 EC 28 sub rsp,28h 00007FFDF01903B6 48 8D 6C 24 30 lea rbp,[rsp+30h] 00007FFDF01903BB 33 C0xor eax,eax 00007FFDF01903BD 48 89 45 F0 mov qword ptr [rbp-10h],rax 00007FFDF01903C1 48 89 4D 10 mov qword ptr [rbp+10h],rcx 00007FFDF01903C5 83 3D C4 E9 19 00 00 cmp dword ptr [7FFDF032ED90h],0 00007FFDF01903CC 74 05je 00007FFDF01903D3 00007FFDF01903CE E8 BD BF 7D 5E callJIT_DbgIsJustMyCode (07FFE4E96C390h) 00007FFDF01903D3 90 nop 00007FFDF01903D4 48 B9 60 EF 32 F0 FD 7F 00 00 mov rcx,7FFDF032EF60h 00007FFDF01903DE BA 04 00 00 00 mov edx,4 // 可以看到這個(gè) string 靜態(tài)對(duì)象并沒(méi)有調(diào)用.CCtor。 // 那是否說(shuō)明上面的說(shuō)法不對(duì)呢？注意看，他實(shí)際調(diào)用了 // JIT_GetSharedNonGCStaticBase_SingleAppDomain, // 而這個(gè)就是關(guān)鍵所在 00007FFDF01903E3 E8 48 7E C5 5E callJIT_GetSharedNonGCStaticBase_SingleAppDomain (07FFE4EDE8230h) 00007FFDF01903E8 8B 0D AA EB 19 00 mov ecx,dword ptr [7FFDF032EF98h] 00007FFDF01903EE FF 15 7C 94 60 00 callqword ptr [7FFDF0799870h] 00007FFDF01903F4 90 nop 00007FFDF01903F5 FF 15 9D 93 60 00 callqword ptr [7FFDF0799798h] 00007FFDF01903FB 48 89 45 F0 mov qword ptr [rbp-10h],rax 00007FFDF01903FF 90 nop 00007FFDF0190400 90 nop 00007FFDF0190401 48 83 C4 28 add rsp,28h 00007FFDF0190405 5F pop rdi 00007FFDF0190406 5D pop rbp 00007FFDF0190407 C3 ret 00007FFDF0190408 19 06sbb dword ptr [rsi],eax
看這段代碼上面的注釋?zhuān)@段代碼里面并沒(méi)有.CCtor被調(diào)用的痕跡。而它的奧秘在JIT_GetSharedNonGCStaticBase_SingleAppDomain函數(shù)里面。
JIT_GetSharedNonGCStaticBase_SingleAppDomain又調(diào)用了JIT_GetSharedNonGCStaticBase_Helper
看下堆棧
> coreclr.dll!MethodTable::RunClassInitEx 行 3591 C++ coreclr.dll!MethodTable::DoRunClassInitThrowing 行 3792 C++ coreclr.dll!MethodTable::CheckRunClassInitThrowing 行 3929 C++ coreclr.dll!JIT_GetSharedNonGCStaticBase_Helper 行 1401 C++
函數(shù)RunClassInitEx代碼如下：
BOOL MethodTable::RunClassInitEx(OBJECTREF *pThrowable)
{
//為了方便觀看 此處省略部分代碼
PCODE pCctorCode = pCanonMT->GetSlot(pCanonMT->GetClassConstructorSlot());
//為了方便觀看 此處省略部分代碼
PREPARE_NONVIRTUAL_CALLSITE_USING_CODE(pCctorCode);
DECLARE_ARGHOLDER_ARRAY(args, 0);
CATCH_HANDLER_FOUND_NOTIFICATION_CALLSITE;
CALL_MANAGED_METHOD_NORET(args);
//為了方便觀看 此處省略部分代碼
變量pCctorCode就是.CCtor的函數(shù)頭地址。而后面的一堆的宏定義實(shí)際上是調(diào)用了函數(shù)DispatchCallSimple，而DispatchCallSimple又調(diào)用了CallDescrWorkerWithHandler然后又調(diào)用了PrecodeFixupThunk下面調(diào)用了PreStubWorker
PreStubWorker通過(guò)call rax命令跳轉(zhuǎn)到調(diào)用的函數(shù)的函數(shù)頭地址，比如本例的.CCtor函數(shù)頭的地址。
00007FFE8BB289C0 E8 DB FE 8F FF callPreStubWorker (07FFE8B4288A0h) 00007FFE8BB289C5 66 0F 6F 44 24 20 movdqa xmm0,xmmword ptr [rsp+20h] 00007FFE8BB289CB 66 0F 6F 4C 24 30 movdqa xmm1,xmmword ptr [rsp+30h] 00007FFE8BB289D1 66 0F 6F 54 24 40 movdqa xmm2,xmmword ptr [rsp+40h] 00007FFE8BB289D7 66 0F 6F 5C 24 50 movdqa xmm3,xmmword ptr [rsp+50h] 00007FFE8BB289DD 48 8B 8C 24 B0 00 00 00 mov rcx,qword ptr [rsp+0B0h] 00007FFE8BB289E5 48 8B 94 24 B8 00 00 00 mov rdx,qword ptr [rsp+0B8h] 00007FFE8BB289ED 4C 8B 84 24 C0 00 00 00 mov r8,qword ptr [rsp+0C0h] 00007FFE8BB289F5 4C 8B 8C 24 C8 00 00 00 mov r9,qword ptr [rsp+0C8h] 00007FFE8BB289FD 48 83 C4 68 add rsp,68h 00007FFE8BB28A01 5F pop rdi 00007FFE8BB28A02 5E pop rsi 00007FFE8BB28A03 5B pop rbx 00007FFE8BB28A04 5D pop rbp 00007FFE8BB28A05 41 5Cpop r12 00007FFE8BB28A07 41 5Dpop r13 00007FFE8BB28A09 41 5Epop r14 00007FFE8BB28A0B 41 5Fpop r15 // 這個(gè)rax 就是 .CCtor的函數(shù)頭的地址 00007FFE8BB28A0D 48 FF E0 jmp rax
jmp rax跳轉(zhuǎn)到了如下：
00007FFE2CFE8888 FF 25 FA 0F 00 00 jmp qword ptr [7FFE2CFE9888h]
7FFE2CFE9888h地址的值是00007FFE8A50C7A0
注意這句代碼
static string a ="abcd";
它實(shí)際上被編譯成了一個(gè)函數(shù)，當(dāng)運(yùn)行到.CCtor的時(shí)候，會(huì)調(diào)用它，然后對(duì)它進(jìn)行賦值abcd
>>> 00007ffe`06ac29e0 55 push rbp 00007ffe`06ac29e1 4883ec20sub rsp,20h 00007ffe`06ac29e5 488d6c2420 lea rbp,[rsp+20h] 00007ffe`06ac29ea 833d9f410c0000 cmp dword ptr [00007ffe`06b86b90],0 00007ffe`06ac29f1 7405 je ConsoleApp3!ConsoleApp3.Program..cctor+0x18 (00007ffe`06ac29f8) 00007ffe`06ac29f3 e8e8a4cd5f call coreclr!JIT_DbgIsJustMyCode (00007ffe`6679cee0) 00007ffe`06ac29f8 48bad83000186c020000 mov rdx,26C180030D8h 00007ffe`06ac2a02 488b12 mov rdx,qword ptr [rdx] 00007ffe`06ac2a05 48b9902e00186c020000 mov rcx,26C18002E90h 00007ffe`06ac2a0f e8fc85bb5f call coreclr!JIT_CheckedWriteBarrier (00007ffe`6667b010) 00007ffe`06ac2a14 90 nop 00007ffe`06ac2a15 4883c420add rsp,20h 00007ffe`06ac2a19 5d pop rbp 00007ffe`06ac2a1a c3 ret
JIT_CheckedWriteBarrier的原型如下：
extern "C" HCIMPL2_RAW(VOID, JIT_CheckedWriteBarrier, Object **dst, Object *ref)
很明顯，他這就是把ref指向的object完整的傳遞給dst。也就是賦值給靜態(tài)字符串a。寄存器rcx表示dst，rdx表示ref。此處可以通過(guò)!dumpobj rdx來(lái)查被看對(duì)象。
那么總結(jié)下，.CCtor的作用就是把靜態(tài)的全局變量對(duì)象進(jìn)行一個(gè)初始化，這個(gè)結(jié)果也說(shuō)明，靜態(tài)全局變量不是在CLR初始化的時(shí)候初始化，而是在當(dāng)前類(lèi)的.CCtor里面初始化的。
以上就是.Net 7函數(shù)Ctor與CCtor使用及區(qū)別詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于.Net 7函數(shù)Ctor CCtor的資料請(qǐng)關(guān)注其它相關(guān)文章！
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