CIL 是汇编语言而 JIT 是汇编程序吗答案

【问题标题】：Is CIL an assembly language and JIT an assemblerCIL 是汇编语言而 JIT 是汇编程序吗
【发布时间】：2012-07-28 12:33:30
【问题描述】：

即时编译器(JIT) 是否真的将程序中的每个公共中间语言(CIL) 指令映射到底层处理器的opcodes？

如果是这样我们可以称 CIL 为汇编语言而 JIT 为汇编器吗

注意：维基百科在其list of assembly languages 中没有将 CIL 列为汇编语言

【问题讨论】：

有趣的问题，我试着回答，但并不那么容易。我认为您不能将其视为汇编语言，因为 tehre 不是直接运行它的真正 cpu。
@FelicePollano 然后 CIL 可能是部分汇编语言..:)
汇编语言助记符与 CPU 特定机器码指令 1:1 对应。汇编器只是将（某种）人类可读的汇编代码映射到这些指令。 CIL 绝对不是这种情况。这不是部分的，只是不是——汇编语言有一个非常明确的定义。
@jamietre 你是对的，但后来人们称它为面向对象的汇编语言
我什至不确定“面向对象”对于 CIL 是否那么重要（尽管 CLI 的架构显然支持 OO 范式）。它的基于堆栈的评估模型更加突出，强调除了字节码之外还提供元数据。您的典型汇编语言根本不关心元数据。

标签： c# .net assembly cil

【解决方案1】：

这个问题都是关于定义的，所以让我们正确定义术语。一、assembly language：

汇编语言是一种用于计算机、微处理器、微控制器和其他可编程设备的低级编程语言，其中每条语句对应于一条机器语言指令。与大多数高级编程语言相比，汇编语言特定于特定的计算机体系结构，后者通常可移植到多个系统。

现在，CIL：

通用中间语言是由通用语言基础结构 (CLI) 规范定义的最低级别的人类可读编程语言，由 .NET Framework 和 Mono 使用。针对 CLI 兼容的运行时环境的语言编译为 CIL，CIL 被组装成具有字节码样式格式的目标代码。

好吧，这部分在技术上是不正确的：例如 C# 编译器直接编译成字节码，它不通过 CIL（人类可读语言），但理论上，我们可以想象这是正在发生的事情。

有了这两个定义，CIL 是一种汇编语言，因为其中的每条语句都被编译成一条字节码指令。没有物理计算机可以直接执行该字节码这一事实并不重要。

定义说每种汇编语言“特定于某种计算机体系结构”。在这种情况下，架构是 CLR 虚拟机。

关于 JIT：不能将 JIT 编译器视为汇编器：它不会将人类可读形式 1:1 转换为字节码，ilasm 会这样做。

JIT 编译器是一个优化编译器，它可以从字节码编译为本机机器码（无论它运行在什么 ISA/CPU 上），同时进行优化。

【讨论】：

虚拟机执行 JIT 编译为特定的机器指令（x86、x64、ia64 等）。
部分 OP 问题询问了 JIT。
@PeterRitchie 对，谢谢，我添加了一段关于 JIT 的简短段落。
@svick ilasm 生成一个包含 MSIL 和所需元数据的可移植可执行文件 (PE)。它怎么可能是一个汇编程序！
@Anirudha x86 机器码有何特别之处？汇编器不必生成 x86 代码，例如 ARM 也不这样做。例如，一些 C 编译器确实生成 x86 机器代码，但它们不是汇编程序。作为汇编程序与 x86 机器码没有任何关系。

【解决方案2】：

程序集由特定处理器的机器代码指令的助记符组成。使核心执行代码的 1 和 0 的直接表示，但以文本形式编写以方便人类使用。这与 CIL 非常不同：

您无法购买执行 CIL 的处理器
CIL 不针对特定处理器，但抖动可以
CIL 采用基于堆栈的执行模型，处理器主要基于寄存器
CIL 代码从其原始形式进行了优化
没有 CIL 指令到处理器指令的一对一转换

最后一个要点是关键，使 CIL 与字节码截然不同的设计决策是 CIL 指令是无类型的。只有一条 ADD 指令，但处理器有很多版本。采用 byte、short、int、long、float 和 double 操作数的特定操作数。需要，因为处理器内核的不同部分用于执行添加。抖动会根据它从之前的 CIL 指令中推断出的操作数类型来选择正确的。

就像 C# 语言中的 + 运算符一样，它也可以处理不同的操作数类型。这确实使 CIL 中的 L 很重要，它是一种语言。一个简单的，但它只是简单地帮助为它编写一个jitter。

【讨论】：

为什么物理处理器的存在很重要？如果将来有人为 CIL 字节码制作物理处理器，那会不会突然让 CIL 成为一种汇编语言？另外，这是否意味着MIXAL 不是汇编语言？
这样的“假设”游戏效率不高。事实是没有这样的处理器，我回答的最后一部分指出了我们仍然没有处理器的可能原因。即使没有 Java，Jazelle 也不执行所有字节码。我保证，只要我的机器上有一个可以让我发布到 SO 的机器，我就会用它来编辑这个答案。有可能发生，让我们看看 Midori 产生了什么。
我的观点是，依赖于某些特定硬件的存在的定义是愚蠢的。特定的硬件不会产生汇编语言，它的编译机制可以。
嗯，在组装的情况下不会。您的 MIXAL 示例需要一个 emulator，这是一个模拟硬件的软件块。在这种情况下，Knuth 的虚拟处理器。这只是学术兴趣（例如学习 MIPS 的学生），或者对执行旧游戏的 ROM 感兴趣，模拟器太慢而无法用于通用计算。
所以你是说 MIX 汇编语言不是汇编语言，而 Knuth 不知道“汇编语言”是什么意思？

【解决方案3】：

这条线实际上很模糊......我所看到的反对将CIL称为“汇编语言”的论点在实践中几乎同样适用于x86/x86-64。

英特尔和 AMD 还没有制造出能够像几十年来（如果有的话）一样执行汇编指令的处理器，因此即使是所谓的“本机”代码也与在其字节码在 @ 中指定的虚拟机上运行没有太大区别987654325@/x86-64.

x86/x86-64 是典型开发人员可以访问的最低级别的东西，所以如果我们不得不放下脚并在我们的生态系统中将某些东西称为“汇编语言”，那会赢，因为@ 987654329@ 字节码最终需要 x86/x86-64 指令才能在该系列的处理器上运行，那么有一个非常有力的理由表明它确实“感觉”不应该算在内。

所以在某种意义上，也许两者都不能被认为是“汇编语言”。当提到x86/x86-64 处理器时，我们几乎从不提及执行x86/x86-64 而不将其转换为其他东西（即，无论微码做什么）的处理器。

另外一个问题是，x86/x86-64 处理器执行给定指令序列的方式可以通过更新微码来改变。快速搜索一下，Linux 甚至可以让自己轻松做到这一点in software！

所以我想，这里有一些标准可以证明将它们分为两个不同的类别：

当前所有运行CIL 字节码的机器都用软件实现是否重要？
相同的硬件在被软件指示后可以以不同的方式解释相同的x86/x86-64 指令是否重要？
我们目前没有办法绕过微码并直接向x86/x86-64 处理器的物理单元发出命令，这有关系吗？

所以关于“CIL 是一种汇编语言”这个问题，我能给出的最佳答案是“取决于”（对于科学家）和“差不多”（对于工程师）。

【讨论】：

【解决方案4】：

CIL 更像是bytecode，而不是汇编语言。特别是，它不是人类可读的文本形式，不像汇编语言（可能 CIL 也定义了字节码文件的格式）。

MSIL JIT 是该字节码的 virtual machine 的实现。实现（来自 Microsoft 或来自 Mono）如何将 CIL 转换为机器代码是一个实现细节，这对您来说并不重要（并且鉴于 Microsoft VM 可能是专有的，因此不会告诉您它是如何完成的）。我认为 Mono（CIL 的免费软件实现）正在使用 LLVM，因此可能不会一次翻译每个字节码，而是可能翻译整个方法或函数。

【讨论】：

字节码是 CIL 的物理表示或“编译”版本。 CIL 不是字节码。