Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
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C# - 닷넷에서 허용하는 메서드의 매개변수와 호출 인자의 최대 수

재미있는 읽을거리가 있군요. ^^

What’s the maximum number of arguments for method in C# and in .NET? 
; https://www.tabsoverspaces.com/233892-whats-the-maximum-number-of-arguments-for-method-in-csharp-and-in-net

귀찮은 매개변수/인자 테스트를 T4 템플릿을 이용해,

하나의 T4 템플릿으로 여러 개의 소스코드 파일을 자동으로 생성하는 방법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1674

T4를 이용한 INotifyPropertyChanged 코드 자동 생성
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1619

해결하고 있는데요,

<#@ template debug="false" hostspecific="false" language="C#" #>
<#@ assembly name="System.Core" #>
<#@ import namespace="System.Linq" #>
<#@ import namespace="System.Text" #>
<#@ import namespace="System.Collections.Generic" #>
<#@ output extension=".cs" #>

<#
const int Max = 65537;
#>

class Test
{
    public static void Huge(<#= string.Join(", ", Enumerable.Range(0, Max).Select(x => $"byte arg{x}")) #>)
    { }

    public static void CallHuge()
    {
        Huge(<#= string.Join(", ", Enumerable.Range(0, Max).Select(_ => "0")) #>);
        Console.WriteLine("It works!");
    }
}

위의 T4 템플릿으로 생성되는 메서드는 65537개의 매개변수를 갖지만 빌드해 보면 이런 오류가 발생합니다.

Unhandled Exception: System.ArgumentOutOfRangeException: Specified argument was out of the range of valid values.

반면, 16비트 범위인 65536으로 낮추면 컴파일은 잘 됩니다. 그러니까, 메타데이터로는 일단 65536개의 매개변수를 가진 메서드는 허용을 하는 것입니다.

하지만, 해당 메서드를 호출해 보면 실행 시에 다음과 같은 오류가 발생합니다.

C:\temp\Console1> .\bin\Debug\net6.0\Console1.exe
Unhandled exception. System.InvalidProgramException: Common Language Runtime detected an invalid program.
   at Test.CallHuge()
   at Program.Main(String[] args) in C:\temp\Console1\Program.cs:line 7

"What’s the maximum number of arguments for method in C# and in .NET?" 글에서 이에 대해 설명하는데요, 그러니까, 매개변수는 65536개까지 가능하지만 정작 호출하는 측의 인수 전달은 8192개까지만 가능한 것입니다. 그런데 8192라는 숫자가 나온 것도 재미있는데, 2의 13승으로 65536/8개에 해당합니다.

정리하면, 8193 ~ 65536개의 매개변수는 실행 시 System.InvalidProgramException 예외가 발생하고, 65536을 초과하면 컴파일 시 System.ArgumentOutOfRangeException 예외가 발생하는 것입니다.




그런데, 저런 제약이 어디서 오는 것일까요? 우선 메서드 정의와 관련된 signature 해석을 살펴보겠습니다. 예전에, method의 signature 분석에 대해 적은 글이 있는데요,

.NET 메서드의 Signature 바이트 코드 분석
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12379

위의 글에 소개한 코드 하나를 예로 들면,

COR_SIGNATURE sigFunctionProbe[] = {
            IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_DEFAULT,      // default calling convention (쉽게 말해, static 멤버)
            0x0,                                // # of arguments == 0
            ELEMENT_TYPE_VOID,                  // return type == void
        };

1바이트로 인자 수를 표현했지만, 원래는 저 코드 영역을 cor.h 헤더 파일에 정의된 CorSigUncompressData 함수를 이용해 해석해 냅니다. 해당 코드를 보면,

inline HRESULT CorSigUncompressData(// return S_OK or E_BADIMAGEFORMAT if the signature is bad 
    PCCOR_SIGNATURE pData,          // [IN] compressed data
    DWORD           len,            // [IN] length of the signature
    ULONG *         pDataOut,       // [OUT] the expanded *pData
    ULONG *         pDataLen)       // [OUT] length of the expanded *pData
{
    HRESULT hr = S_OK;
    BYTE const  *pBytes = reinterpret_cast<BYTE const*>(pData); 

    // Smallest.
    if ((*pBytes & 0x80) == 0x00)       // 0??? ????
    {
        if (len < 1)
        {
            *pDataOut = 0;
            *pDataLen = 0;
            hr = META_E_BAD_SIGNATURE;
        }
        else
        {
            *pDataOut = *pBytes;
            *pDataLen = 1; 
        }
    }
    // Medium.
    else if ((*pBytes & 0xC0) == 0x80)  // 10?? ????
    {
        if (len < 2)
        {
            *pDataOut = 0;
            *pDataLen = 0;
            hr = META_E_BAD_SIGNATURE;
        }
        else
        {
            *pDataOut = (ULONG)(((*pBytes & 0x3f) << 8 | *(pBytes+1)));
            *pDataLen = 2; 
        }
    }
    else if ((*pBytes & 0xE0) == 0xC0)      // 110? ????
    {
        if (len < 4)
        {
            *pDataOut = 0;
            *pDataLen = 0;
            hr = META_E_BAD_SIGNATURE;
        }
        else
        {
            *pDataOut = (ULONG)(((*pBytes & 0x1f) << 24 | *(pBytes+1) << 16 | *(pBytes+2) << 8 | *(pBytes+3)));
            *pDataLen = 4; 
        }
    }
    else // We don't recognize this encoding
    {
        *pDataOut = 0;
        *pDataLen = 0;
        hr = META_E_BAD_SIGNATURE;
    }
    
    return hr;
}

상위 비트가 0, 10, 110인지 판단해 1~4바이트 가변 크기를 지원하는 형식입니다. 따라서, 8192개의 매개변수를 가졌다면 16진수로는 0x2000이지만 정작 인코딩 상태에서는 0xa000으로 나옵니다.

0xa0_00
1010_0000

따라서, 두 번째 if 문으로 진입하고 0b0011_1111(0x3f)와 AND 연산 및 8비트 Left shift 시킨 후 두 번째 바이트와 OR 연산을 하기 때문에 0b0010_0000_0000_0000(0x2000) 값이 나와 8192가 됩니다.

저런 의미에서 봤을 때, 사실 메타데이터에서 지원하는 signature 포맷으로는 2의 (32 - 3) 승까지는 표현할 수 있는데 어느 부분에서 제약을 하고 있는지 모르겠군요. ^^

그다음 호출 측을 볼까요?

호출과 관련해서는 IL 코드로 표현이 되는데, ldarg의 경우,

OpCodes.Ldarg Field
; https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.reflection.emit.opcodes.ldarg

16비트 값을 받기 때문에,

FE 09 < unsigned int16 >

온전히 65536개의 인자를 처리할 수 있습니다. 그러니까, 메타데이터 관점에서 보면 매개변수의 수는 2의 29승, 인자의 수는 2의 16승까지 지원은 합니다. (혹시, 매개변수가 65536, 인자가 8192개까지만 처리되는 내부 코드를 알고 계신 분이 있다면 덧글 부탁드립니다. ^^)




[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]







[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 3/14/2022]

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