IL2CPP：メソッド呼び出し

これは、IL2CPPに関するシリーズの4番目の記事です。 その中で、il2cpp.exeがマネージコードのメソッド呼び出しに対してC ++コードを生成する方法について説明します。







特に、6種類の呼び出しを検討します。

• インスタンスメソッドと静的メソッドの直接呼び出し。
• コンパイル時デリゲートを介して呼び出します。
• 仮想メソッドを介した呼び出し。
• インターフェイスメソッドを介した呼び出し。
• ランタイムデリゲートを介した呼び出し
• リフレクションによる挑戦。

生成されたC ++コードのアクションと、各タイプの呼び出しに関連するコストに注意を払います。 私が言ったように、提示されるコードはUnityの将来のバージョンで変更される可能性があります。 しかし、基本原則は変わりません。



シリーズの以前の記事：



» IL2CPPの概要。

» IL2CPP：生成されたコードのツアー。

» IL2CPP：生成されたコードをデバッグするためのヒント。

仕事の準備

WindowsでUnityバージョン5.0.1p4を使用して、WebGLでプロジェクトをビルドします。 そうすることで、Development Playerオプションを有効にし、Full値をEnable Exceptionsに設定します。 さまざまなタイプのメソッド呼び出しを分析するために、インターフェースとクラス定義から始めて、前の記事の修正されたスクリプトを使用します。

[csharp] interface Interface { int MethodOnInterface(string question); } class Important : Interface { public int Method(string question) { return 42; } public int MethodOnInterface(string question) { return 42; } public static int StaticMethod(string question) { return 42; } } [/csharp]
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

これらの後には、定数フィールドとデリゲートタイプが続きます。

 [csharp] private const string question = "What is the answer to the ultimate question of life, the universe, and everything?"; private delegate int ImportantMethodDelegate(string question); [/csharp]
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

最後に、目的のメソッドと、必要なStartメソッド（この場合は空）を示します。

 [csharp] private void CallDirectly() { var important = ImportantFactory(); important.Method(question); } private void CallStaticMethodDirectly() { Important.StaticMethod(question); } private void CallViaDelegate() { var important = ImportantFactory(); ImportantMethodDelegate indirect = important.Method; indirect(question); } private void CallViaRuntimeDelegate() { var important = ImportantFactory(); var runtimeDelegate = Delegate.CreateDelegate(typeof (ImportantMethodDelegate), important, "Method"); runtimeDelegate.DynamicInvoke(question); } private void CallViaInterface() { Interface importantViaInterface = new Important(); importantViaInterface.MethodOnInterface(question); } private void CallViaReflection() { var important = ImportantFactory(); var methodInfo = typeof(Important).GetMethod("Method"); methodInfo.Invoke(important, new object[] {question}); } private static Important ImportantFactory() { var important = new Important(); return important; } void Start () {} [/csharp]
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

これで、すべての準備が整いました。 エディターが開いている間、生成されたC ++コードはTemp \ StagingArea \ Data \ il2cppOutputディレクトリにあることに注意してください。 また、Ctagsを使用してタグファイルを生成し、コードナビゲーションを簡単にすることを忘れないでください。

ダイレクトコール

メソッドの呼び出しは簡単で、ご覧のとおり、最も簡単な方法を直接呼び出します。 これは、CallDirectlyメソッドの生成されたコードがどのように見えるかです：

 [cpp] Important_t1 * L_0 = HelloWorld_ImportantFactory_m15(NULL /*static, unused*/, /*hidden argument*/&HelloWorld_ImportantFactory_m15_MethodInfo); V_0 = L_0; Important_t1 * L_1 = V_0; NullCheck(L_1); Important_Method_m1(L_1, (String_t*) &_stringLiteral1, /*hidden argument*/&Important_Method_m1_MethodInfo); [/cpp]
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

最後の行はメソッド呼び出しです。 C ++コードで定義されたfree関数を呼び出すだけであることに注意してください。 前の記事で述べたように、IL2CPPはメンバー関数や仮想関数を使用しませんが、すべてのメソッドを無料のC ++関数として生成します。 同様に、静的メソッドへの直接呼び出しが機能します。 CallStaticMethodDirectlyメソッドの生成コードは次のとおりです。

 [cpp] Important_StaticMethod_m3(NULL /*static, unused*/, (String_t*) &_stringLiteral1, /*hidden argument*/&Important_StaticMethod_m3_MethodInfo); [/cpp]
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

静的メソッドの呼び出しは、オブジェクトのインスタンスを作成および初期化する必要がないため、コストが低いと言えます。 しかし、メソッド呼び出し自体はまったく同じです。 唯一の違いは、静的関数の最初の引数に対して、IL2CPPは常にNULLを渡すことです。 静的メソッドとインスタンスメソッドの呼び出しの違いは非常に小さいため、この記事ではそれらを識別します。

コンパイル時デリゲートを介した呼び出し

デリゲートを介した間接呼び出しには、独自の詳細があります。 まず、コンパイル時のデリゲートの意味を明確にします-コンパイル時に、オブジェクトのどのインスタンスからどのメソッドが呼び出されるかがすでにわかっています。 このタイプのコードは、CallViaDelegateメソッドにあります。 生成されたコードでは、次のようになります。

 [cpp] // Get the object instance used to call the method. Important_t1 * L_0 = HelloWorld_ImportantFactory_m15(NULL /*static, unused*/, /*hidden argument*/&HelloWorld_ImportantFactory_m15_MethodInfo); V_0 = L_0; Important_t1 * L_1 = V_0; // Create the delegate. IntPtr_t L_2 = { &Important_Method_m1_MethodInfo }; ImportantMethodDelegate_t4 * L_3 = (ImportantMethodDelegate_t4 *)il2cpp_codegen_object_new (InitializedTypeInfo(&ImportantMethodDelegate_t4_il2cpp_TypeInfo)); ImportantMethodDelegate__ctor_m4(L_3, L_1, L_2, /*hidden argument*/&ImportantMethodDelegate__ctor_m4_MethodInfo); V_1 = L_3; ImportantMethodDelegate_t4 * L_4 = V_1; // Call the method NullCheck(L_4); VirtFuncInvoker1< int32_t, String_t* >::Invoke(&ImportantMethodDelegate_Invoke_m5_MethodInfo, L_4, (String_t*) &_stringLiteral1); [/cpp]
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

呼び出されたメソッドは、実際には生成されたコードの一部ではないことに注意してください。 VirtFuncInvoker1 <int32_t、String_t *> :: Invokeメソッドは、値を返す仮想関数（VirtFuncInvokerN）を使用してil2cpp.exeユーティリティによって生成されるGeneratedVirtualInvokers.hファイルにあります。Nは引数の数を意味します。 Invokeメソッドは次のようになります。

 [cpp] template <typename R, typename T1> struct VirtFuncInvoker1 { typedef R (*Func)(void*, T1, MethodInfo*); static inline R Invoke (MethodInfo* method, void* obj, T1 p1) { VirtualInvokeData data = il2cpp::vm::Runtime::GetVirtualInvokeData (method, obj); return ((Func)data.methodInfo->method)(data.target, p1, data.methodInfo); } }; [/cpp]
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

GetVirtualInvokeData呼び出しは、マネージコードから生成されたvtableで仮想メソッドを探し、このメソッドを呼び出します。



VirtFuncInvokerNメソッドを実装するためにC ++ 11 変数テンプレートを使用しなかったのはなぜですか？ すべては、この場合彼らが便利になったであろうことを示しています。 ただし、il2cpp.exeによって生成されたC ++コードを使用するには、C ++ 11のすべての側面をまだサポートしていないC ++コンパイラーが必要になります。したがって、コンパイラー用に生成コードの別のブランチを作成するとプロセスが複雑になるだけで、これを行わないことにしました。



しかし、なぜこれは仮想メソッド呼び出しですか？ C＃コードでインスタンスメソッドを呼び出しませんか？ C＃デリゲートを通じてこれを行うことを忘れないでください。 生成されたコードをもう一度見てください。 呼び出されたメソッドは、引数MethodInfo *（メソッドメタデータ）-ImportantMethodDelegate_Invoke_m5_MethodInfoを介して渡されます。 生成されたコードで、ImportantMethodDelegate_Invoke_m5というメソッドを検索すると、呼び出しが、ImportantMethodDelegate型のInvokeマネージメソッドに送られることがわかります。 これは仮想メソッドであるため、仮想呼び出しを行う必要があります。ImportantMethodDelegate_Invoke_m5関数は、C＃コードのMethodというメソッドを呼び出します。



そのため、C＃コードのわずかな変更により、単一の呼び出しから無料のC ++関数への移行を、テーブル検索を含む複数の呼び出しに移行しました。 ただし、デリゲートを介したメソッドの呼び出しは、直接よりもはるかに高価です。 ところで、この種の呼び出しを検討する過程で、仮想メソッドを通じて呼び出しがどのように機能するかについても話しました。

インターフェイスを介した呼び出し

インターフェイスを介してC＃でメソッドを呼び出すこともできます。 Il2cpp.exeは、仮想メソッドの呼び出しと同様にこれらの呼び出しを行います。

 [cpp] Important_t1 * L_0 = (Important_t1 *)il2cpp_codegen_object_new (InitializedTypeInfo(&Important_t1_il2cpp_TypeInfo)); Important__ctor_m0(L_0, /*hidden argument*/&Important__ctor_m0_MethodInfo); V_0 = L_0; Object_t * L_1 = V_0; NullCheck(L_1); InterfaceFuncInvoker1< int32_t, String_t* >::Invoke(&Interface_MethodOnInterface_m22_MethodInfo, L_1, (String_t*) &_stringLiteral1); [/cpp]
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

このメソッドは、GeneratedInterfaceInvokers.hファイルでInterfaceFuncInvoker1 :: Invoke関数を使用して呼び出されることに注意してください。 VirtFuncInvoker1と同様に、InterfaceFuncInvoker1クラスは、ilil2cppのil2cpp :: vm :: Runtime :: GetInterfaceInvokeData関数を使用してvtableを検索します。



libil2cppの異なるAPIを使用して、インターフェイスメソッドを介した呼び出しと仮想メソッドを介した呼び出しが行われるのはなぜですか？ InterfaceFuncInvoker1 :: Invoke関数の呼び出しは、呼び出されたメソッドとその引数だけでなく、インターフェイス（この場合はL_1）も渡します。 インターフェイスのメソッドがオフセットで固定されるように、vtableはタイプごとに保存されます。 したがって、il2cpp.exeは、呼び出すメソッドを決定するためのインターフェイスを提供する必要があります。 一番下の行は、仮想メソッドを介した呼び出しとインターフェイスを介した呼び出しは、IL2CPPでも同様にコストがかかることです。

ランタイムデリゲートを介した呼び出し

Delegate.CreateDelegateメソッドを使用して、実行時にデリゲートを作成することもできます。 これはコンパイル時にデリゲートを作成することに似ていますが、別の関数を呼び出す必要があります。 生成されたコードは次のようになります。

 [cpp] // Get the object instance used to call the method. Important_t1 * L_0 = HelloWorld_ImportantFactory_m15(NULL /*static, unused*/, /*hidden argument*/&HelloWorld_ImportantFactory_m15_MethodInfo); V_0 = L_0; // Create the delegate. IL2CPP_RUNTIME_CLASS_INIT(InitializedTypeInfo(&Type_t_il2cpp_TypeInfo)); Type_t * L_1 = Type_GetTypeFromHandle_m19(NULL /*static, unused*/, LoadTypeToken(&ImportantMethodDelegate_t4_0_0_0), /*hidden argument*/&Type_GetTypeFromHandle_m19_MethodInfo); Important_t1 * L_2 = V_0; Delegate_t12 * L_3 = Delegate_CreateDelegate_m20(NULL /*static, unused*/, L_1, L_2, (String_t*) &_stringLiteral2, /*hidden argument*/&Delegate_CreateDelegate_m20_MethodInfo); V_1 = L_3; Delegate_t12 * L_4 = V_1; // Call the method ObjectU5BU5D_t9* L_5 = ((ObjectU5BU5D_t9*)SZArrayNew(ObjectU5BU5D_t9_il2cpp_TypeInfo_var, 1)); NullCheck(L_5); IL2CPP_ARRAY_BOUNDS_CHECK(L_5, 0); ArrayElementTypeCheck (L_5, (String_t*) &_stringLiteral1); *((Object_t **)(Object_t **)SZArrayLdElema(L_5, 0)) = (Object_t *)(String_t*) &_stringLiteral1; NullCheck(L_4); Delegate_DynamicInvoke_m21(L_4, L_5, /*hidden argument*/&Delegate_DynamicInvoke_m21_MethodInfo); [/cpp]
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

このようなデリゲートを作成して初期化するには、さらに多くのコードが必要です。 そして、メソッド呼び出し自体はより高価です。 最初に、メソッド引数の配列を作成する必要があります。 次に、DelegateインスタンスからDynamicInvokeメソッドを呼び出します。 このメソッドは、コンパイル時のデリゲートと同じように、VirtFuncInvoker1 :: Invoke関数を呼び出すことに注意してください。 したがって、ランタイムデリゲートには、別の関数呼び出しだけでなく、vtableの追加検索も必要です。

リフレクションによる課題

当然のことながら、最も高価なメソッド呼び出しの種類はリフレクションによるものです。 これは、CallViaReflectionメソッドの生成されたコードがどのように見えるかです：

 [cpp] // Get the object instance used to call the method. Important_t1 * L_0 = HelloWorld_ImportantFactory_m15(NULL /*static, unused*/, /*hidden argument*/&HelloWorld_ImportantFactory_m15_MethodInfo); V_0 = L_0; // Get the method metadata from the type via reflection. IL2CPP_RUNTIME_CLASS_INIT(InitializedTypeInfo(&Type_t_il2cpp_TypeInfo)); Type_t * L_1 = Type_GetTypeFromHandle_m19(NULL /*static, unused*/, LoadTypeToken(&Important_t1_0_0_0), /*hidden argument*/&Type_GetTypeFromHandle_m19_MethodInfo); NullCheck(L_1); MethodInfo_t * L_2 = (MethodInfo_t *)VirtFuncInvoker1< MethodInfo_t *, String_t* >::Invoke(&Type_GetMethod_m23_MethodInfo, L_1, (String_t*) &_stringLiteral2); V_1 = L_2; MethodInfo_t * L_3 = V_1; // Call the method. Important_t1 * L_4 = V_0; ObjectU5BU5D_t9* L_5 = ((ObjectU5BU5D_t9*)SZArrayNew(ObjectU5BU5D_t9_il2cpp_TypeInfo_var, 1)); NullCheck(L_5); IL2CPP_ARRAY_BOUNDS_CHECK(L_5, 0); ArrayElementTypeCheck (L_5, (String_t*) &_stringLiteral1); *((Object_t **)(Object_t **)SZArrayLdElema(L_5, 0)) = (Object_t *)(String_t*) &_stringLiteral1; NullCheck(L_3); VirtFuncInvoker2< Object_t *, Object_t *, ObjectU5BU5D_t9* >::Invoke(&MethodBase_Invoke_m24_MethodInfo, L_3, L_4, L_5); [/cpp]
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

実行時デリゲートと同様に、メソッド引数の配列を作成する必要があります。 次に、仮想メソッドMethodBase :: Invokeを呼び出します。このメソッドは、別の仮想関数を呼び出すMethodBase_Invoke_m24関数です。 そして、必要なメソッド呼び出しが行われます。

おわりに

これはプロファイリングとは異なりますが、生成されたC ++コードを解析すると、特定のメソッド呼び出しに関連するコストをよりよく理解できます。 たとえば、実行時のデリゲートとリフレクションを介してメソッドを呼び出すことをお勧めします。 生産性を高めるには、できればプロファイラーを使用して、初期段階でコストを測定してください。



il2cpp.exeによって生成されたコードの最適化に引き続き取り組んでいるため、Unityの次のバージョンでは、リストされている呼び出しの種類が異なって見える可能性があります。 次の記事では、汎用メソッドの実装と、実行可能ファイルと生成されたコードのサイズを削減する方法について説明します。