Emit学习之旅：例子（整理中...）

水深无声 2022-04-22 09:43 162阅读 0赞

\---------------------------------------------------------------------------------------------------

**例子 1: 最简单的语句**

public void Test1()
            {
                Console.WriteLine("aaaa");
            }

生成的IL：

.method public hidebysig instance void Test1() cil managed
        {
            .maxstack 8
            L_0000: nop 
            L_0001: ldstr "aaaa"
            L_0006: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)
            L_000b: nop 
            L_000c: ret 
        }

使用ILGenerator的Emit方法，改写为

ILGenerator il = methodBuilder.GetILGenerator();
    
                il.Emit(OpCodes.Nop);
                il.Emit(OpCodes.Ldstr, "aaaa");
                il.Emit(OpCodes.Call, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }));
                il.Emit(OpCodes.Nop);
                il.Emit(OpCodes.Ret);

\---------------------------------------------------------------------------------------------------

**例子 2 **

public void Test1()
            {
                string str = "aaaa";
                Console.WriteLine(str);
            }

生成的IL：

.method public hidebysig instance void Test1() cil managed
        {
            .maxstack 1
            .locals init (
                [0] string str)
            L_0000: nop 
            L_0001: ldstr "aaaa"
            L_0006: stloc.0 
            L_0007: ldloc.0 
            L_0008: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)
            L_000d: nop 
            L_000e: ret 
        }

使用ILGenerator的Emit方法，改写为：

var str = il.DeclareLocal(typeof(string));
                il.Emit(OpCodes.Nop);
                il.Emit(OpCodes.Ldstr, "aaaa");
                il.Emit(OpCodes.Stloc, str);
                il.Emit(OpCodes.Ldloc, str);
                il.Emit(OpCodes.Call, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }));
                il.Emit(OpCodes.Nop);
                il.Emit(OpCodes.Ret);

\---------------------------------------------------------------------------------------------------

**例子 3 ： 运算**

public void PrintCube(int i)
            {
                int cube = i * i * i;
                Console.WriteLine(cube);
            }

生成的IL：

.method public hidebysig instance void PrintCube(int32 i) cil managed
    {
        .maxstack 2
         // 在 .locals 部分声明所有的局部变量。
        .locals init (
            [0] int32 cube)    // 第一个名局部变量，int 型，名为 cube。索引从 0 开始。
        L_0000: nop  // no operation.
        L_0001: ldarg.1 // load argument 第一个方法参数入栈，比如“3”。索引号 从 1 开始，而不是从 0 开始。
        L_0002: ldarg.1 // 再次向堆栈压入第一个方法参数，又一个“3”。
        L_0003: mul // multiply 计算堆栈最顶上两个数的乘积 3×3，并把结果入栈，即堆栈最顶部是 9 了。
        L_0004: ldarg.1 // 再次压入第一个方法参数“3”。
        L_0005: mul // 堆栈最顶上是“3”，第二是“9”，计算 3×9，此时 27 入栈。
        L_0006: stloc.0 // pop value from stack to local variable 堆栈最顶上的值“27”出栈，
                             //并被赋给索引位置“0”处的局部变量 cube，即内存中变量 cube 的值为“27”。
        L_0007: ldloc.0  // 局部变量 cube 的值“27”入栈。
        L_0008: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(int32) 
                          // 控制台输出堆栈最顶上的32 位整数“27”。
        L_000d: nop // no operation.
        L_000e: ret  // return from method.
    }

使用ILGenerator的Emit方法，改写为：

ILGenerator il = methodBuilder.GetILGenerator();
    
                    var cube = il.DeclareLocal(typeof(int));
                    il.Emit(OpCodes.Nop);
                    il.Emit(OpCodes.Ldarg_1);
                    il.Emit(OpCodes.Ldarg_1);
                    il.Emit(OpCodes.Mul);
                    il.Emit(OpCodes.Ldarg_1);
                    il.Emit(OpCodes.Mul);
                    il.Emit(OpCodes.Stloc_0);
                    il.Emit(OpCodes.Ldloc_0);
                    il.Emit(OpCodes.Call, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(int) }));
                    il.Emit(OpCodes.Nop);
                    il.Emit(OpCodes.Ret);

\---------------------------------------------------------------------------------------------------

**例子 4 ： 循环语句**

public void SeparateString(string source)
            {
                if (source == null)
                    return;
                int count = source.Length;
                char c;
                for (int i = 0; i < count; i++)
                {
                    c = source[i];
                    Console.WriteLine(c);
                }
            }

生成的IL：

.method public hidebysig instance void SeparateString(string source) cil managed
    {
        .maxstack 2
        .locals init (
            [0] int32 count,
            [1] char c,
            [2] int32 i,
            [3] bool CS$4$0000)
                     // 索引为“3”的这个布尔型局部变量在 C# 代码中并未显式声明，是编译器编译时添加的，
                    //用于保存执行过程中布尔运算的结果，比如比较 source 是否为空时，以及比较 i<count 时。
        L_0000: nop 
        L_0001: ldarg.1 // 方法参数 source 的值入栈。
        L_0002: ldnull   // “空引用”null入栈。
        L_0003: ceq     // compare equal 比较栈顶的 null 和第二项的 source 是否相等，并
                              // 把结果 0（false，source 不为空）或 1（true，source 为空）入栈。
        L_0005: ldc.i4.0  // 32 位整型数“0”入栈。
        L_0006: ceq  // 比较栈顶的“0”和堆栈的第二项，第二项可能是“0”，也可能
                            // 是“1”。比较的结果“1”或“0”入栈。
        L_0008: stloc.3  // 栈顶的“1”或“0”出栈，被保存到索引为“3”的局部变量中。
        L_0009: ldloc.3    // 执行后，栈顶为“1”（source 不为空）或“0”（source 为空）。   
        L_000a: brtrue.s L_000e  // branch on non-false or non-null 判断栈顶是否
                                   // 为“1”，如果是，跳转到第“IL_000e”行；否则继续往下执行。
        L_000c: br.s L_0036    // unconditional branch 当栈顶为“0”时，才会
                                   // 执行到这一行，这一行的执行结果是程序无条件
                                  // 跳转到第“IL_0036”行。
        L_000e: ldarg.1 
        L_000f: callvirt instance int32 [mscorlib]System.String::get_Length()
                                  // 对堆栈最顶上的字符串调用其获取长度的实例方法，长度值被入栈。
                                 // “get_Length()”实际是字符串 Length 属性的“get”部分。
        L_0014: stloc.0   // 局部变量 count 被赋值为字符串长度。
        L_0015: ldc.i4.0 
        L_0016: stloc.2    // 局部变量 i 被赋值为 0。
        L_0017: br.s L_002e  // 无条件跳转到第“IL_002e”行。
        L_0019: nop    
        L_001a: ldarg.1 
        L_001b: ldloc.2 
        L_001c: callvirt instance char [mscorlib]System.String::get_Chars(int32)
                                // source 中索引为 i 处的 char 值入栈。
        L_0021: stloc.1 
        L_0022: ldloc.1 
        L_0023: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(char)  // char 值被输出到控制台
        L_0028: nop 
        L_0029: nop 
        L_002a: ldloc.2     // i 值入栈。
        L_002b: ldc.i4.1    // 32 位整数 1 入栈。
        L_002c: add    // i+1 的结果入栈。
        L_002d: stloc.2    // i=i+1。
        L_002e: ldloc.2  // i 值入栈。
        L_002f: ldloc.0  // count 值入栈。
        L_0030: clt      // compare less than 比较 i<count 是否为真，比较结果入栈。
        L_0032: stloc.3 
        L_0033: ldloc.3 
        L_0034: brtrue.s L_0019  // 如果 i<count 则跳转到第“IL_0019”行。
        L_0036: ret 
    }

\---------------------------------------------------------------------------------------------------

**例子 5 ： 基本类型**

public void SayHello(string toWhom)
            {
                int i = 1000;
                double d = 3.1;
                float f = 4.2F;
                
                Console.WriteLine(i);
                Console.WriteLine(d);
                Console.WriteLine(f);
            }

生成的IL：

.method public hidebysig newslot virtual final instance void SayHello(string toWhom) cil managed
    {
        .maxstack 1
        .locals init (
            [0] int32 i,
            [1] float64 d,
            [2] float32 f)
        L_0000: nop
        L_0001: ldc.i4
    
    
      1000
        L_0002: stloc.0 
        L_0003: ldc.r8 3.1
        L_000c: stloc.1 
        L_000d: ldc.r4 4.2
        L_0012: stloc.2 
        L_0013: ldloc.0 
        L_0014: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(int32)
        L_0019: nop 
        L_001a: ldloc.1 
        L_001b: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(float64)
        L_0020: nop 
        L_0021: ldloc.2 
        L_0022: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(float32)
        L_0027: nop 
        L_0028: ret 
    }

\---------------------------------------------------------------------------------------------------

**例子 5 ： if语句**

int i = 1;
                if (i > 1)
                {
                    Console.WriteLine("i > 1");
                }
                else if (i == 1)
                {
                    Console.WriteLine("i == 1");
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine("i < 1");
                }

生成的IL：

.maxstack 2
        .locals init (
            [0] int32 i,
            [1] bool CS$4$0000)
        L_0000: nop 
        L_0001: ldc.i4.1 
        L_0002: stloc.0 
        L_0003: ldloc.0 
        L_0004: ldc.i4.1 
        L_0005: cgt 
        L_0007: ldc.i4.0 
        L_0008: ceq 
        L_000a: stloc.1 
        L_000b: ldloc.1 
        L_000c: brtrue.s L_001d
        L_000e: nop 
        L_000f: ldstr "i > 1"
        L_0014: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)
        L_0019: nop 
        L_001a: nop 
        L_001b: br.s L_0044
        L_001d: ldloc.0 
        L_001e: ldc.i4.1 
        L_001f: ceq 
        L_0021: ldc.i4.0 
        L_0022: ceq 
        L_0024: stloc.1 
        L_0025: ldloc.1 
        L_0026: brtrue.s L_0037
        L_0028: nop 
        L_0029: ldstr "i == 1"
        L_002e: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)
        L_0033: nop 
        L_0034: nop 
        L_0035: br.s L_0044
        L_0037: nop 
        L_0038: ldstr "i < 1"
        L_003d: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)
        L_0042: nop 
        L_0043: nop 
        L_0044: ret

使用ILGenerator的Emit方法，改写为：

MethodBuilder methodBuilder = typeBuilder.DefineMethod("If",
                                 MethodAttributes.Public,
                                 typeof(void),
                                 null);
                    ILGenerator il = methodBuilder.GetILGenerator();
    
                    var i = il.DeclareLocal(typeof(int));
                    var b = il.DeclareLocal(typeof(bool));
                    var lblElse = il.DefineLabel();
                    var lblElse2 = il.DefineLabel();
                    var lblEnd = il.DefineLabel();
    
                    il.Emit(OpCodes.Nop);
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_1); //取整数1，入栈
                    il.Emit(OpCodes.Stloc, i); //取栈中第一个值，赋值局部变量i
                    il.Emit(OpCodes.Ldloc, i); //局部变量i入栈
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_1); //取整数1，入栈
                    il.Emit(OpCodes.Cgt);      //取栈中前两个值，进行大于比较，
                                //如果第一个值大于第二个值，则将整数值 1 (int32) 入栈；反之，将 0 (int32)入栈。
                                //此时的值为 1
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_0);  //取整数0，入栈
                    il.Emit(OpCodes.Ceq);       //取栈中前两个值，进行等于比较，
                                //如果这两个值相等，则将整数值 1(int32)入栈；否则，将 0 (int32) 入栈
                                //此时的值为 0
                    il.Emit(OpCodes.Stloc, b); //取栈中第一个值，赋值局部变量b
                    il.Emit(OpCodes.Ldloc, b);  //局部变量b入栈
                    il.Emit(OpCodes.Brtrue_S, lblElse); //如果为真，控制流转到lblElse标签处，如果为假，继续下一条语句
                    il.Emit(OpCodes.Nop);
                    il.Emit(OpCodes.Ldstr, "i > 1"); //引用字符串
                    il.Emit(OpCodes.Call, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) })); //输出字符串
                    il.Emit(OpCodes.Nop);
                    il.Emit(OpCodes.Br_S, lblEnd);
                    il.MarkLabel(lblElse); //设定标签lblElse
                    il.Emit(OpCodes.Ldloc, i); //局部变量i入栈
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_1); //取整数1，入栈
                    il.Emit(OpCodes.Ceq);       //取栈中前两个值，进行等于比较
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_0);  //取整数0，入栈
                    il.Emit(OpCodes.Ceq);       //取栈中前两个值，进行等于比较
                    il.Emit(OpCodes.Stloc, b); //取栈中第一个值，赋值局部变量b
                    il.Emit(OpCodes.Ldloc, b);  //局部变量b入栈
                    il.Emit(OpCodes.Brtrue_S, lblElse2); //如果为真，控制流转到lblElse2标签处，如果为假，继续下一条语句
                    il.Emit(OpCodes.Nop);
                    il.Emit(OpCodes.Ldstr, "i == 1"); //引用字符串
                    il.Emit(OpCodes.Call, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) })); //输出字符串
                    il.Emit(OpCodes.Nop);
                    il.Emit(OpCodes.Br_S, lblEnd);
                    il.MarkLabel(lblElse2); //设定标签lblElse2
                    il.Emit(OpCodes.Nop);
                    il.Emit(OpCodes.Ldstr, "i < 1"); //引用字符串
                    il.Emit(OpCodes.Call, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) })); //输出字符串
                    il.Emit(OpCodes.Nop);
                    il.MarkLabel(lblEnd); //设定标签lblEnd
                    il.Emit(OpCodes.Ret);

\---------------------------------------------------------------------------------------------------

**测试完整代码**

using System;
    using System.Collections.Generic;
    using System.Linq;
    using System.Text;
    using System.Reflection;
    using System.Reflection.Emit;
    using System.Threading;
    
    namespace ILDemo
    {
        public class UserInfo
        {
            public void Test1()
            {
                Console.WriteLine("aaaa");
            }
    
            /*
             各种方法
            */
        }
    
        public class Program
        {
            public static void Main(string[] args)
            {
                AssemblyName asmName = new AssemblyName();
                asmName.Name = "ILDemo";
                AssemblyBuilder asmBuilder = Thread.GetDomain().DefineDynamicAssembly(asmName, AssemblyBuilderAccess.RunAndSave);
                ModuleBuilder modBuilder = asmBuilder.DefineDynamicModule("MyTestDemo");
                TypeBuilder typeBuilder = modBuilder.DefineType(
                                        "UserInfo",
                                        TypeAttributes.Public,
                                        typeof(object),
                                        null);
    
                MethodBuilder methodBuilder = typeBuilder.DefineMethod("Test1",
                             MethodAttributes.Public,
                             typeof(void),
                             null);
    
    
                ILGenerator il = methodBuilder.GetILGenerator();
    
                il.Emit(OpCodes.Nop);
                il.Emit(OpCodes.Ldstr, "aaaa");
                il.Emit(OpCodes.Call, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }));
                il.Emit(OpCodes.Nop);
                il.Emit(OpCodes.Ret);
    
                /*
                 各种方法的Emit的实现
                */
    
    
                Type type = typeBuilder.CreateType();
                object userInfo = Activator.CreateInstance(type);
                MethodInfo _MethodInfo = type.GetMethod("Test1");
                _MethodInfo.Invoke(userInfo, null);
    
                Console.ReadKey();
            }
        }
    }