Нахождение методов в памяти

#c_sharp #net #clr

Есть переменные (объекты) которые могут храниться как в куче так и в стеке. Есть
реализации методов у какого-то класса. (Речь не будет идти о виртуальных методах и VTable)

Где хранятся реализации методов в памяти, если они там хранятся? И как программа
знает как (или по какому адресу) выполнять эти методы?
    

Ответы

Ответ 1

В .NET реализация методов находится в памяти в 2 экземплярах: MSIL-коде, и в машинном
коде. При компиляции MSIL-кода JIT создает в памяти функции на машинном коде. При этом
JIT знает соответствия между .NET методами, и адресами функций на машинном коде. В
итоге при генерации машинного кода JIT просто подставляет адреса этих функций. Они
не будут меняться (перемещаться в памяти), так что волноваться не о чем.

Пример. C# код:

Console.ReadKey();
Console.ReadKey();
Console.ReadKey();
Debugger.Break();


Сгенерированный машинный код:

lea         rcx,[rsp+48h]  
xor         edx,edx  
call        000007FEF1820C00  // Console.ReadKey
lea         rcx,[rsp+38h]  
xor         edx,edx  
call        000007FEF1820C00  // Console.ReadKey
lea         rcx,[rsp+28h]  
xor         edx,edx  
call        000007FEF1820C00  // Console.ReadKey
call        000007FEF181E870  // Debugger.Break


Как видно, в рантайме никто не ищет методы, иначе все бы работало намного медленнее.

CLR держит в памяти структуры, называемыми Method Table Structure. Для каждого класса
и каждого метода CLR помнит, есть ли скомпилированная в машинный код версия метода,
и если есть, то где находится ее адрес.

Для каждого типа CLR создает структуру, которая описывает его. В этой структуре находится
таблица методов (включая информацию по виртуальным методам). Все эти CLR-структуры
находятся в отдельной области памяти, которой управляет CLR. Область памяти с экземплярами
.NET-классов (Managed Heap) находиться отдельно, и она управляется сборщиком мусора.


Ответ 2

как программа знает как (или по какому адресу) выполнять эти методы?


Каждая программа работает с памятью не напрямую с физической, а с виртуальной памятью,
думая, что она владеет полностью всей памяти и никто(другой процесс) не может ей мешать,
хотя по факту часть программы может вообще находится не в ОЗУ, а быть выгруженной на
диск, но для программы это прозрачно и она видит непрерывное адресное пространство.

Как следствие, компилятор на стадии компиляции может указать, что такой то метод
находится по такому-то адресу, а такой то по такому не вычисляя ничего в рантайме.

Далее ОС используя виртуальные таблицы преобразует виртуальную память в физическую
и обращается к физическим ячейкам.

Рихетр "Операционные системы"