認識元數據與 IL（上）：PE 結構、模組與組件、ILDasm 實戰入門

系列首篇，從 C# 編譯輸出的 PE 檔案結構切入，建立「原始碼 → 模組 → 組件 → 執行檔」的完整認知，並實操 ILDasm 反編譯工具。

編譯輸出兩大核心：元數據與 IL

C# 編譯器 (csc.exe) 將原始碼轉換為：

• Metadata (元數據)：類型、成員、引用、屬性等靜態描述資訊
• IL (Intermediate Language)：CPU 無關的中間指令碼

兩者封裝在符合 Windows PE 格式的 .exe/.dll 中。

ILDasm 反編譯實戰

工具位於 SDK\bin\ildasm.exe，核心功能：

• 樹狀檢視：命名空間 → 類型 → 成員雙擊查看 IL
• Ctrl+M：顯示元數據表清單
• View → Statistics：PE 區段、元數據大小、方法統計
• 匯出：ildasm foo.exe /output:foo.il 生成 IL 檔 + 資源檔

命令列編譯演示：模組 → 組件 → 執行檔

csc /t:module One.cs           → One.netmodule
csc /t:library /addmodule:One.netmodule Two.cs → Two.dll
csc /out:App.exe /t:exe /r:Two.dll /r:mscorlib.dll Program.cs → App.exe

關鍵參數：

• /t:module 產生無組件清單的模組
• /addmodule 將模組合併入組件
• /r 參考組件（mscorlib.dll 為核心庫，含 Console 等）

組件結構四大核心組成

1. 組件清單：AssemblyDef、FileDef、ExportedTypeDef 等自描述資訊
2. PE Header：標準 Windows PE32/PE32+ 標頭
3. CLR Header：CLR 版本、元數據 RVA、資源、強名簽章等
4. 模組資料：TypeDef/MethodDef 等元數據表 + IL 代碼 + 資源

Statistics 統計資訊解讀

File size : 5632
CLR meta-data size : 2212 (39.28%)
Managed code : 287 (5.10%)
TypeDef - 4 (56 bytes)
MethodDef - 8 (112 bytes)
#Strings - 920 bytes
#Blob - 328 bytes

顯示元數據佔比近 40%，Managed code 僅 5%，印證 .NET 程式「元數據豐富、代碼精簡」特性。

IL 代碼範例：Two 類別

.class public auto ansi beforefieldinit ...Two
extends [mscorlib]System.Object
{
    .method public hidebysig instance string SayHello() cil managed
    {
        .maxstack 1
        .locals init ([0] string CS$1$0000)
        IL_0000: nop
        IL_0001: ldstr "Hello, world."
        IL_0006: stloc.0
        IL_0007: br.s IL_0009
        IL_0009: ldloc.0
        IL_000a: ret
    }
    .method public hidebysig specialname rtspecialname instance void .ctor() cil managed
    {
        IL_0000: ldarg.0
        IL_0001: call instance void [mscorlib]System.Object::.ctor()
        IL_0006: ret
    }
}

關鍵指令：ldstr (載入字面字串)、newobj (建立物件)、callvirt (虛呼叫)、ret (返回)。

下集預告

深入 44 張元數據表結構、6 大堆、IL 指令集細節與 Metadata Token 機制。