C# - ref/out 매개변수의 IL 코드 처리
우선, ref와 out의 차이점은 C# 언어에서 구분한 것이지 IL 수준에서는 out도 결국 ref로 처리가 이뤄집니다.
그리고 그 "ref/out"으로 인한 차이점이 어떻게 발생하는지 다음과 같은 간단한 예제를 만들고,
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Program pg = new Program();
TestMethod1(pg);
TestMethod2(ref pg);
}
private static void TestMethod1(Program pg)
{
Program pg1 = pg;
pg1.ToString();
}
private static void TestMethod2(ref Program pg)
{
Program pg1 = pg;
pg1.ToString();
}
}
이에 대한 IL 코드 번역을 보면 알 수 있습니다. 아래는 일반적인 매개변수의 상황이고,
// Token: 0x06000002 RID: 2 RVA: 0x00002074 File Offset: 0x00000274
.method private hidebysig static
void TestMethod1 (
class Program pg
) cil managed
{
// Header Size: 12 bytes
// Code Size: 11 (0xB) bytes
// LocalVarSig Token: 0x11000001 RID: 1
.maxstack 1
.locals init (
[0] class Program pg1
)
/* 0x00000280 00 */ IL_0000: nop
/* 0x00000281 02 */ IL_0001: ldarg.0
/* 0x00000282 0A */ IL_0002: stloc.0
/* 0x00000283 06 */ IL_0003: ldloc.0
/* 0x00000284 6F1100000A */ IL_0004: callvirt instance string [mscorlib]System.Object::ToString()
/* 0x00000289 26 */ IL_0009: pop
/* 0x0000028A 2A */ IL_000A: ret
} // end of method Program::TestMethod1
여기에 ref/out 매개변수가 되면 "ldind.ref" IL 코드가 추가된다는 차이점이 발생합니다.
// Token: 0x06000003 RID: 3 RVA: 0x0000208C File Offset: 0x0000028C
.method private hidebysig static
void TestMethod2 (
class Program& pg
) cil managed
{
// Header Size: 12 bytes
// Code Size: 12 (0xC) bytes
// LocalVarSig Token: 0x11000001 RID: 1
.maxstack 1
.locals init (
[0] class Program pg1
)
/* 0x00000298 00 */ IL_0000: nop
/* 0x00000299 02 */ IL_0001: ldarg.0
/* 0x0000029A 50 */ IL_0002: ldind.ref
/* 0x0000029B 0A */ IL_0003: stloc.0
/* 0x0000029C 06 */ IL_0004: ldloc.0
/* 0x0000029D 6F1100000A */ IL_0005: callvirt instance string [mscorlib]System.Object::ToString()
/* 0x000002A2 26 */ IL_000A: pop
/* 0x000002A3 2A */ IL_000B: ret
} // end of method Program::TestMethod2
사실 이러한 차이점은 메서드 내부에서만 이뤄지는 것이 아니고 호출 측에서도 변화가 있습니다. 일반적인 매개변수는 다음과 같이 해당 개체의 주소를 ecx 레지스터에 복사해 전달하지만,
7: TestMethod1(pg);
02A6088E 8B 4D C0 mov ecx,dword ptr [ebp-40h]
02A60891 E8 AA FB FF FF call Program.TestMethod1(Program) (02A60440h)
02A60896 90 nop
ref/out 매개변수는 해당 개체가 위치한 스택의 주솟값을 ecx 레지스터에 복사해 전달합니다.
8: TestMethod2(ref pg);
02A60897 8D 4D C0 lea ecx,[ebp-40h]
02A6089A E8 A9 FB FF FF call Program.TestMethod2(Program ByRef) (02A60448h)
02A6089F 90 nop
그리고 이를 받은 측에서 사용하는 경우 일반 매개변수는 개체가 위치한 GC Heap 주솟값을 그대로 사용하지만,
13: Program pg1 = pg;
02A60938 8B 45 C4 mov eax,dword ptr [ebp-3Ch]
02A6093B 89 45 C0 mov dword ptr [ebp-40h],eax
ref/out 매개변수는 스택의 주솟값이 담고 있는 GC Heap의 주솟값을 다시 조회해 사용하게 됩니다.
19: Program pg1 = pg;
02A60998 8B 45 C4 mov eax,dword ptr [ebp-3Ch]
02A6099B 8B 00 mov eax,dword ptr [eax]
02A6099D 89 45 C0 mov dword ptr [ebp-40h],eax
한 가지 재미있는 점은, JIT 컴파일러가 ldind.ref IL 코드가 없는 경우, VerificationException을 발생시키지는 않는다는 점입니다. 실제로 위의 TestMethod2를 dnSpy를 이용해 IL 코드를 직접 편집하는 방식으로 ldind.ref 명령어를 삭제하면,
/* 0x00000298 00 */ IL_0000: nop
/* 0x00000299 02 */ IL_0001: ldarg.0
/* 0x0000029A 00 */ IL_0002: nop
/* 0x0000029B 0A */ IL_0003: stloc.0
/* 0x0000029C 06 */ IL_0004: ldloc.0
/* 0x0000029D 6F1100000A */ IL_0005: callvirt instance string [mscorlib]System.Object::ToString()
/* 0x000002A2 26 */ IL_000A: pop
/* 0x000002A3 2A */ IL_000B: ret
실행 시 "Unhandled Exception: System.AccessViolationException: Attempted to read or write protected memory. This is often an indication that other memory is corrupt." 예외가 발생합니다. 따라서 예외 메시지만 보고 추적하기에는 ldind.ref 유무에 따른 오류인지 판정하기가 힘들어 디버깅에 애를 먹을 수 있습니다. ^^
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