MSIL实用指南-加载int值

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原文链接：http://www.cnblogs.com/tkt2016/p/8567454.html

本文介绍如何使用不同IL指令加载整数值到运算栈上，包括Ldc_I4、Ldc_I4_S及Ldc_I4_X系列指令的具体使用场景与效率对比。

这一篇讲的是怎样加载整数值到运算栈上。这一类的指令都是以Ldc_I4开头。

Ldc_I4
类OpCodes的Ldc_I4字段的功能是把一个int值压入运算栈上。它的使用方法是
ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4, <整数值>);
产生的指令是ldc.i4 <整数值>
几个例子

ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4, 2000);//ldc.i4 2000
ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4, -100);//ldc.i4 -100
ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4, -1);//ldc.i4 -1

Ldc_I4_S
类OpCodes的Ldc_I4_S字段的功能是把一个将从-128 到 127 之间的整数值压入运算栈上。如果整数值小于0，则必须强制转换为sbyte。它的使用方法是
ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_S <整数值>);
产生的指令是ldc.i4 <整数值>
几个例子

ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_S, (SByte)(-1));//ldc.i4.s -1
ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_S, 127);//ldc.i4.s 127
ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_S, 0);//ldc.i4.s 0

Ldc_I4_M1、Ldc_I4_0、Ldc_I4_1、Ldc_I4_2、Ldc_I4_3、Ldc_I4_4、Ldc_I4_5、Ldc_I4_6、Ldc_I4_7、Ldc_I4_8
Ldc_I4_M1作用是将-1推送到计算堆栈上，Ldc_I4_0作用是将0推送到计算堆栈上，Ldc_I4_1作用是将1推送到计算堆栈上，Ldc_I4_2作用是将2推送到计算堆栈上，Ldc_I4_3作用是将3推送到计算堆栈上，Ldc_I4_4作用是将4推送到计算堆栈上，Ldc_I4_5作用是将5推送到计算堆栈上，Ldc_I4_6作用是将6推送到计算堆栈上，Ldc_I4_7作用是将7推送到计算堆栈上，Ldc_I4_8作用是将8推送到计算堆栈上。

它们的使用方法是

ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_M1);//ldc.i4.m1
ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_0);//ldc.i4.0
ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_1);//ldc.i4.1
ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_2);//ldc.i4.2
ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_3);//ldc.i4.3
ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_4);//ldc.i4.4
ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_5);//ldc.i4.5
ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_6);//ldc.i4.6
ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_7);//ldc.i4.7
ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_8);//ldc.i4.8

ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_M1)和ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4, -1)、ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_S, (SByte)(-1))运行的结果是一条的，但是效率更高；同样的ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_0)和ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4, 0)、ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_S, 0)运行结果一样，效率更高，等等。
在-128 到 127 之间的整数值用Ldc_I4_S比Ldc_I4更好。
所以可以把加载整数值用一个方法代替

        public static void LoadInt(ILGenerator il, int value)
        {
            switch (value)
            {
                case -1:
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_M1);
                    return;
                case 0:
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_0);
                    return;
                case 1:
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_1);
                    return;
                case 2:
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_2);
                    return;
                case 3:
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_3);
                    return;
                case 4:
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_4);
                    return;
                case 5:
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_5);
                    return;
                case 6:
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_6);
                    return;
                case 7:
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_7);
                    return;
                case 8:
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_8);
                    return;
            }

            if (value > -129 && value < 128)
            {
                il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_S, (SByte)value);
            }
            else
            {
                il.Emit(OpCodes.Ldc_I4, value);
            }
        }

完整的程序如下

using System;
using System.Reflection;
using System.Reflection.Emit;

namespace LX1_ILDemo
{
    class Demo1_LoadIntIL
    {
        static string binaryName = "LoadIntDemo.exe";
        static string namespaceName = "LX1_ILDemo";
        static string typeName = "LoadInt";

        static AssemblyBuilder assemblyBuilder;
        static ModuleBuilder moduleBuilder;
        static TypeBuilder typeBuilder;
        static MethodBuilder mainMethod;
        static ILGenerator ilGenerator;
        static MethodInfo writeLineMethod = typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(int) });

        public static void LoadInt(ILGenerator il, int value)
        {
            switch (value)
            {
                case -1:
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_M1);
                    return;
                case 0:
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_0);
                    return;
                case 1:
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_1);
                    return;
                case 2:
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_2);
                    return;
                case 3:
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_3);
                    return;
                case 4:
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_4);
                    return;
                case 5:
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_5);
                    return;
                case 6:
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_6);
                    return;
                case 7:
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_7);
                    return;
                case 8:
                    il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_8);
                    return;
            }

            if (value > -129 && value < 128)
            {
                il.Emit(OpCodes.Ldc_I4_S, (SByte)value);
            }
            else
            {
                il.Emit(OpCodes.Ldc_I4, value);
            }
        }

        /// <summary>
        /// Ldc_I4_*类指令生成
        /// </summary>
        static void Emit_Ldc_I4_X()
        {
            /* 生成 Console.WriteLine(-1); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_M1);//ldc.i4.m1
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);

            /* 生成 Console.WriteLine(0); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_0);//ldc.i4.0
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);

            /* 生成 Console.WriteLine(1); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_1);//ldc.i4.1
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);

            /* 生成 Console.WriteLine(2); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_2);//ldc.i4.2
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);

            /* 生成 Console.WriteLine(3); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_3);//ldc.i4.3
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);

            /* 生成 Console.WriteLine(4); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_4);//ldc.i4.4
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);

            /* 生成 Console.WriteLine(5); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_5);//ldc.i4.5
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);

            /* 生成 Console.WriteLine(6); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_6);//ldc.i4.6
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);

            /* 生成 Console.WriteLine(7); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_7);//ldc.i4.7
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);

            /* 生成 Console.WriteLine(8); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_8);//ldc.i4.8
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);
        }

        static void Emit_Ldc_I4_S()
        {
            /* 生成 Console.WriteLine(-1); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_S, (SByte)(-1));//ldc.i4.s   -1
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);

            /* 生成 Console.WriteLine(0); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_S, 0);//ldc.i4.s   0
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);

            /* 生成 Console.WriteLine(8); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_S, 8);//ldc.i4.s   8
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);

            /* 生成 Console.WriteLine(100); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_S, 100);//ldc.i4.s   100
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);

            /* 生成 Console.WriteLine(127); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_S, 127);//ldc.i4.s   127
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);

            /* 生成 Console.WriteLine(-128); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4_S, (SByte) (- 128));//ldc.i4.s   -128
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);
        }

        static void Emit_Ldc_I4()
        {
            /* 生成 Console.WriteLine(-1); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4, -1);//ldc.i4   -1
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);

            /* 生成 Console.WriteLine(0); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4, 0);//ldc.i4   0
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);

            /* 生成 Console.WriteLine(8); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4, 8);//ldc.i4   8
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);

            /* 生成 Console.WriteLine(-100); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4, -100);//ldc.i4   -100
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);

            /* 生成 Console.WriteLine(127); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4, 127);//ldc.i4   127
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);

            /* 生成 Console.WriteLine(-128); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4, (-128));//ldc.i4   -128
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);

            /* 生成 Console.WriteLine(2000); */
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldc_I4, 2000);//ldc.i4   2000
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, writeLineMethod);
        }

        public static void Generate()
        {
            InitAssembly();

            /* 生成 public class LoadInt */
            typeBuilder = moduleBuilder.DefineType( namespaceName+"."+ typeName, TypeAttributes.Public);

            /* 生成 public static void Main() */
            GenerateMain();

            Emit_Ldc_I4_X();
            Emit_Ldc_I4_S();
            Emit_Ldc_I4();

            EmitReadKey();
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Ret);

            /*  设置assembly入口方法 */
            assemblyBuilder.SetEntryPoint(mainMethod, PEFileKinds.ConsoleApplication);

            SaveAssembly();
            Console.WriteLine("生成成功");
            //Console.ReadKey();
        }

        static void EmitReadKey()
        {
            /* 生成 Console.ReadKey(); */
            MethodInfo readKeyMethod = typeof(Console).GetMethod("ReadKey", new Type[] { });
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, readKeyMethod);
            ilGenerator.Emit(OpCodes.Pop);
        }

        static void GenerateMain()
        {
            mainMethod = typeBuilder.DefineMethod("Main", MethodAttributes.Public | MethodAttributes.Static, typeof(void), new Type[] { });
            ilGenerator = mainMethod.GetILGenerator();
        }

        static void InitAssembly()
        {
            AssemblyName assemblyName = new AssemblyName(namespaceName);
            assemblyBuilder = AppDomain.CurrentDomain.DefineDynamicAssembly(assemblyName, AssemblyBuilderAccess.RunAndSave);
            moduleBuilder = assemblyBuilder.DefineDynamicModule(assemblyName.Name, binaryName);
        }

        static void SaveAssembly()
        {
            Type t = typeBuilder.CreateType(); //完成Type，这是必须的
            assemblyBuilder.Save(binaryName);
        }
    }
}