IL2CPP

IL2CPP是什么

首先我们来了解一下它的前缀，IL (Intermediate Language-中间语言)—基于堆栈的伪汇编语言；很多时候还会看到CIL（Common Intermediate Language，特指在.Net平台下的IL标准）。这两者是属于通用语言架构和.NET框架的低阶的人类可读的编程语言。目标位.NET框架的语言被编译成(C)IL,然后汇编为字节码。(C)IL类似于一个面向对象的汇编语言，并且他是完全基于堆栈的，并且是在虚拟机上（.Net Framework, Mono VM）运行的语言。

IL2CPP(把IL中间语言转换成C++源代码，然后利用标准c++平台编译器产生二进制文件。简单的来说就是将IL转化为CPP文件。)

Fundamentally, it differs from the current implementation in that the IL2CPP compiler converts assemblies into C++ source code. It then leverages the standard platform C++ compilers to produce native binaries.（这是下面的文章对IL2CPP的部分描述）

这里有一篇Unity3D官方博客的文章，引出了IL2CPP的概念，以及一篇对IL2CPP的介绍。（值得一看）

The future of scripting in Unity

An introduction to IL2CPP internals

文中指出IL2CPP由AOT预编译器和虚拟机两部分组成。并且明确指出IL2CPP不会重新构建整个.NET框架和Mono工具链；MonoC#编译器和Mono的类、库，以及现在支持的功能和MonoAOT使用的第三方库都将会和IL2CPP继续使用

下图为IL2CPP的工具链概念图

文中还提到了AOT预编译(Ahead of Time)，可以做个了解。主要是对程序在运行前进行优化。

IL2CPP是怎样工作的

整体流程可以用如上图表示，例子详见上面的第二篇文章

How IL2CPP works

Unityj scripting API 代码被编译为常规的.NETDLL程序集
所有的不是脚本的一部分的托管程序集由Unused Bytecode Stripper处理（从动态链接库的DLL中去除一些无用的类和方法），这个过程会显著减小创建游戏的大小。（其上在上面那片文章也有提到）
所有的托管程序集被翻译为标准的C++代码
生成的C++代码和IL2CPP运行时生成的部分代码被本地平台的编译器编译
最后，代码会被连接到可执行文件（取决于你的目标平台）或DLL文件。

至于为什么会产生许多无用代码

我们易一段简单的C++代码和IL汇编代码作为示例

#include <stdio.h>
 
int main(int argc, char **argv) {
    int a = 1;
    int b = 2;
    printf("Hello world: %d\r\n", a + b);
}

ldc.i4.1 #将常量1压入栈
stloc.0 #将1从栈中取出，并赋给第一个变量a
ldc.i4.2 
stloc.1
ldstr "Hello World: {0}" #将字符串压入栈
ldloc.0 #将变量a压入栈
ldloc.1
add #a+b
box System.Int32 #将类型装箱，其实这一步是在一定程度上优化程序
call System.Void System.Console::WriteLine(System.String,System.Object) #输出函数调用
ret

#这块程序集对应上面大括号里的内容

接下来插入一段对应IL2CPP工作的第一部后出现的代码

// System.Void HelloWorld.Program::Main(System.String[])
IL2CPP_EXTERN_C IL2CPP_METHOD_ATTR void Program_Main_m7A2CC8035362C204637A882EDBDD0999B3D31776 (StringU5BU5D_t933FB07893230EA91C40FF900D5400665E87B14E* ___args0, const RuntimeMethod* method)
{
    static bool s_Il2CppMethodInitialized;
    if (!s_Il2CppMethodInitialized)
    {
        il2cpp_codegen_initialize_method (Program_Main_m7A2CC8035362C204637A882EDBDD0999B3D31776_MetadataUsageId);
        s_Il2CppMethodInitialized = true;
    }
    int32_t V_0 = 0;
    int32_t V_1 = 0;
    {
        V_0 = 2;
        int32_t L_0 = V_0;
        V_1 = ((int32_t)il2cpp_codegen_add((int32_t)1, (int32_t)L_0));
        int32_t L_1 = V_1;
        int32_t L_2 = L_1;
        RuntimeObject * L_3 = Box(Int32_t585191389E07734F19F3156FF88FB3EF4800D102_il2cpp_TypeInfo_var, &L_2);
        IL2CPP_RUNTIME_CLASS_INIT(Console_t5C8E87BA271B0DECA837A3BF9093AC3560DB3D5D_il2cpp_TypeInfo_var);
        Console_WriteLine_m22F0C6199F705AB340B551EA46D3DB63EE4C6C56(_stringLiteral331919585E3D6FC59F6389F88AE91D15E4D22DD4, L_3, /*hidden argument*/NULL);
        return;
    }
}

可以看到代码非常复杂。

如此复杂的原因在于IL2CPP对IL字节码线性扫描，并转换为与C++代码等效的非基于堆栈的代码。所以才会产生如此多的多余的变量和赋值操作。

再接下来，是IL2CPP版本的代码

; void __fastcall Program_Main_m2325437134(Il2CppObject *__this, StringU5BU5D_t1642385972 *___args0, MethodInfo *method)
Program_Main_m2325437134 proc near
push    rbx
sub     rsp, 20h
cmp     cs:s_Il2CppMethodInitialized_8016, 0
jnz     short loc_14038BFF1
mov     ecx, cs:?Program_Main_m2325437134_MetadataUsageId@@3IB
call    ?InitializeMethodMetadata@MetadataCache@vm@il2cpp@@SAXI@Z
mov     cs:s_Il2CppMethodInitialized_8016, 1
loc_14038BFF1:
mov     rcx, cs:?Int32_t2071877448_il2cpp_TypeInfo_var@@3PEAUIl2CppClass@@EA
lea     rdx, [rsp+48h]
mov     dword ptr [rsp+48h], 3
call    ?Box@Object@vm@il2cpp@@SAPEAUIl2CppObject@@PEAUIl2CppClass@@PEAX@Z
mov     rcx, cs:?Console_t2311202731_il2cpp_TypeInfo_var@@3PEAUIl2CppClass@@EA
mov     rbx, rax
test    byte ptr [rcx+10Ah], 1
jz      short loc_14038C02B
cmp     dword ptr [rcx+0BCh], 0
jnz     short loc_14038C02B
call    ?ClassInit@Runtime@vm@il2cpp@@SAXPEAUIl2CppClass@@@Z
loc_14038C02B:
mov     rdx, cs:?_stringLiteral3443654334@@3PEAUString_t2029220233@@EA
xor     r9d, r9d
mov     r8, rbx
xor     ecx, ecx
call    Console_WriteLine_m3776981455
add     rsp, 20h
pop     rbx
retn
Program_Main_m2325437134 endp

可以看到有很多刚开始没有的符号，这时候就需要用一些工具去除这些多余的符号了，完全去除，就可以开始分析代码了。

写在最后

（本文是在做一个Unitylab的时候当作前置知识学习的一篇简短的笔记，原本想着和Unitylab实验的思路一起发出来，还是提前发了。）

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IL2CPP

IL2CPP是什么

IL2CPP是怎样工作的

写在最后