制作者：剑锋冷月 单位：无忧统计网,www.51stat.net
　　在对.net程序进行调试或者性能测试时，常常需要查看生成的IL代码，但仅仅有IL代码还是不够的，有时我们还希望查看CLR生成的最终asm代码。在VS里，可以非常方便的查看最终的asm代码：当程序执行到断点时，在代码窗口右键选择Go To Disassemble就可以。但是，当通过VS Debug程序时，为了方便调试，CLR通常不会生成最优化的代码。所以为了得到实际运行时的asm代码，还必须做以下设置：
　　1，在Release模式下编译代码；
　　2. 打开工程属性窗口，选择”Build”页面--- “Advanced”，弹出窗口的“Debug Info”项设置为”pdb-only”。
　　3. 打开Tools => Options => Debugging => General，保证Suppress JIT optimization on module load和Enable Just My Code处于未选中状态。
　　 可以在这里找到关于配置的更多资料。
　　 我对.net 数学库做了一系列测试，结果可谓喜忧参半。当然，不同机器上可能得到不同的asm代码，以下是我的测试配置：intel Q6600 + .net framework 3.5 sp1。下面就来看看System.Math下个函数的性能。测试代码如下：
array[i] = Math.XXX(array[i]);
　　1. Math.Sqrt, Math.Sin, Math.Cos是所能期望的最理想实现，三个函数分别直接映射为fsqrt, fsin和fcos三条浮点汇编指令，可以认为这3个函数与汇编代码的效率一样。
array[i] = Math.Sqrt(array[i]);
00000092　 fild　　　　　　　 dword ptr [eax+edx*4+8]
00000096　 fsqrt　　　　　　　　　　　
00000098　 fstp　　　　　　　 qword ptr [ebx+edx*8+8]

array[i] = Math.Sin(array[i]);
00000092　 fild　　　　　　　 dword ptr [eax+edx*4+8]
00000096　 fsin　　　　　　　　　　　　
00000098　 fstp　　　　　　　 qword ptr [ebx+edx*8+8]　
　　2. Math.Asin, Math.Acos, Math.Tan, Math.Atan, Math.floor, Math.Cell, Math.Log,Math.Exp,Math.Floor,Math.Pow,Math.Round以及其他所有以h结尾的三角函数：在Disassemble下，只能看到这些函数并没有inline。下面是Math.Tan函数的disassemble代码，在VS里是无法访问7935A4AB处的代码（实际上这个地址也根本不正确，这是vs里一个邪恶的bug）：
　　　　　　　　　　　 double tan = Math.Tan(c3.X);
00000219　 fld　　　　　　　　 dword ptr [ebp-30h]
0000021c　 sub　　　　　　　　 esp,8
0000021f　 fstp　　　　　　　 qword ptr [esp]
00000222　 call　　　　　　　 7935A4AB
00000227　 fstp　　　　　　　 qword ptr [ebp-38h]　
　　 查看这几个函数的IL代码，可以发现它们都被标记为” cil managed internalcall”。MS所有文档中对这个标记的解释都非常少，实际上它们将调用一些内部的非托管代码。在SOS的帮助下，可以发现Math.Tan的实际地址位于7A2C37FB，相应的代码则是：
Unmanaged code
7A2C37FB 55　　　　　　　　　　　　　　 push　　　　　　　 ebp
7A2C37FC 8BEC　　　　　　　　　　　　 mov　　　　　　　　 ebp,esp
7A2C37FE DD4508　　　　　　　　　　 fld　　　　　　　　 qword ptr [ebp+8]
7A2C3801 D9F2　　　　　　　　　　　　 fptan
7A2C3803 DDD8　　　　　　　　　　　　 fstp　　　　　　　 st(0)
7A2C3805 5D　　　　　　　　　　　　　　 pop　　　　　　　　 ebp
7A2C3806 C20800　　　　　　　　　　 ret　　　　　　　　 8
7A2C3809 55　　　　　　　　　　　　　　 push　　　　　　　 ebp
7A2C380A 8BEC　　　　　　　　　　　　 mov　　　　　　　　 ebp,esp
7A2C380C DD4508　　　　　　　　　　 fld　　　　　　　　 qword ptr [ebp+8]
　　 对于Math.Tan，最终仍然生成了fpan这样的cpu指令，但为什么和sin的差别会那么大呢，确实比较奇怪。至于另外剩下的函数，虽然算法不同，但实现的手段都是类似的，都是用非托管代码所写，并且可能导致多次对其他内部函数的调用。感兴趣可以用sos逐个查看。
　　3. Math.Abs. 这个函数比较特别，参数类型不同，所生成的代码也不同。对于浮点数来说，将会直接映射为浮点汇编指令fabs。对于int，却出乎意料的复杂。代码会想检查参数是否为负数，如果是，则需要进一步调用函数System.Math.AbsHelper，这是Math类的一个私有方法，它会进一步检查数据是否会溢出。如果不考虑安全性，自己编写一个简单的整数绝对值表达式要高效很多：
//asm code for Math.Abs(float/double)
00000086　 fld　　　　　　　　 qword ptr [ebx+edx*8+8]
0000008a　 fabs　　　　　　　　　　　　
0000008c　 fstp　　　　　　　 qword ptr [ebx+edx*8+8]

//asm code for Math.Abs(integer)
0000008e　 mov　　　　　　　　 ecx,dword ptr [eax+esi*4+8]
00000092　 test　　　　　　　 ecx,ecx
00000094　 jl　　　　　　　　　 0000009A
00000096　 mov　　　　　　　　 eax,ecx
00000098　 jmp　　　　　　　　 0000009F
0000009a　 call　　　　　　　 75F1E728　 //call Math.AbsHelper if integer is a negative number
0000009f　 mov　　　　　　　　 dword ptr [ebp-24h],eax
000000a2　 fild　　　　　　　 dword ptr [ebp-24h]
000000a5　 cmp　　　　　　　　 esi,dword ptr [ebx+4]
000000a8　 jae　　　　　　　　 00000286
000000ae　 fstp　　　　　　　 qword ptr [ebx+esi*8+8]

//asm code for Math.AbsHelper
00000000　 push　　　　　　　 ebp　
00000001　 mov　　　　　　　　 ebp,esp
00000003　 push　　　　　　　 eax　
00000004　 cmp　　　　　　　　 ecx,80000000h
0000000a　 je　　　　　　　　　 00725A00
00000010　 neg　　　　　　　　 ecx　
00000012　 mov　　　　　　　　 eax,ecx
00000014　 mov　　　　　　　　 esp,ebp
00000016　 pop　　　　　　　　 ebp　
00000017　 ret　　　　　　　　 //return if no overflow occurred
00000018　 mov　　　　　　　　 ecx,7994E990h
0000001d　 call　　　　　　　 FF83A548
00000022　 mov　　　　　　　　 dword ptr [ebp-4],eax
00000025　 mov　　　　　　　　 edx,790C1000h
0000002a　 mov　　　　　　　　 ecx,70005A82h
0000002f　 call　　　　　　　 FF83A598
00000034　 mov　　　　　　　　 ecx,eax
00000036　 call　　　　　　　 FF8641C8
0000003b　 mov　　　　　　　　 edx,eax
0000003d　 mov　　　　　　　　 ecx,dword ptr [ebp-4]
00000040　 call　　　　　　　 FFDCD44C
00000045　 mov　　　　　　　　 ecx,dword ptr [ebp-4]
00000048　 call　　　　　　　 FF83A5B0
0000004d　 int　　　　　　　　 3

//optimized unsafe abs:
　static public int FastAbs(int a)
{
　　　 return (a >= 0) ? a : -a;
}

//asm code for unsafe abs which is inlined
00000091　 mov　　　　　　　　 eax,dword ptr [ebx+ecx*4+8]
00000095　 test　　　　　　　 eax,eax
00000097　 jge　　　　　　　　 0000009D
00000099　 neg　　　　　　　　 eax　
0000009b　 jmp　　　　　　　　 0000009D
0000009d　 cmp　　　　　　　　 ecx,edx
0000009f　 jae　　　　　　　　 00000296
000000a5　 mov　　　　　　　　 dword ptr [ebx+ecx*4+8],eax　
　　 4. Math.Max, Math.Min则是用普通托管语言编写的代码，没有特别优化，但这2个方法是inline的。
　　2. Math.Asin, Math.Acos, Math.Tan, Math.Atan, Math.floor, Math.Cell, Math.Log,Math.Exp,Math.Floor,Math.Pow,Math.Round以及其他所有以h结尾的三角函数：在Disassemble下，只能看到这些函数并没有inline。下面是Math.Tan函数的disassemble代码，在VS里是无法访问7935A4AB处的代码（实际上这个地址也根本不正确，这是vs里一个邪恶的bug）：
　　　　　　　　　　　 double tan = Math.Tan(c3.X);
00000219　 fld　　　　　　　　 dword ptr [ebp-30h]
0000021c　 sub　　　　　　　　 esp,8
0000021f　 fstp　　　　　　　 qword ptr [esp]
00000222　 call　　　　　　　 7935A4AB
00000227　 fstp　　　　　　　 qword ptr [ebp-38h]　
　　 查看这几个函数的IL代码，可以发现它们都被标记为” cil managed internalcall”。MS所有文档中对这个标记的解释都非常少，实际上它们将调用一些内部的非托管代码。在SOS的帮助下，可以发现Math.Tan的实际地址位于7A2C37FB，相应的代码则是：
Unmanaged code
7A2C37FB 55　　　　　　　　　　　　　　 push　　　　　　　 ebp
7A2C37FC 8BEC　　　　　　　　　　　　 mov　　　　　　　　 ebp,esp
7A2C37FE DD4508　　　　　　　　　　 fld　　　　　　　　 qword ptr [ebp+8]
7A2C3801 D9F2　　　　　　　　　　　　 fptan
7A2C3803 DDD8　　　　　　　　　　　　 fstp　　　　　　　 st(0)
7A2C3805 5D　　　　　　　　　　　　　　 pop　　　　　　　　 ebp
7A2C3806 C20800　　　　　　　　　　 ret　　　　　　　　 8
7A2C3809 55　　　　　　　　　　　　　　 push　　　　　　　 ebp
7A2C380A 8BEC　　　　　　　　　　　　 mov　　　　　　　　 ebp,esp
7A2C380C DD4508　　　　　　　　　　 fld　　　　　　　　 qword ptr [ebp+8]