ILのキホン – 第五回Center CLR年末会

/// <summary>
/// コードをILで動的に生成するヘルパークラスです。
/// </summary>
internal sealed class Emitter : IDisposable
{
	private readonly AssemblyBuilder assemblyBuilder_;
	private readonly ModuleBuilder moduleBuilder_;

	/// <summary>
	/// コンストラクタです。
	/// </summary>
	/// <param name="name">アセンブリ名</param>
	public Emitter(string name)
	{
		var assemblyName = new AssemblyName(name);
#if NET45
		assemblyBuilder_ = AssemblyBuilder.DefineDynamicAssembly(
			assemblyName,
			AssemblyBuilderAccess.RunAndSave);
#else
		assemblyBuilder_ = AssemblyBuilder.DefineDynamicAssembly(
			assemblyName,
			AssemblyBuilderAccess.Run);
#endif
		moduleBuilder_ = assemblyBuilder_.DefineDynamicModule(name + ".dll");
	}

	/// <summary>
	/// Disposeメソッドです。
	/// </summary>
	public void Dispose()
	{
#if NET45
		// デバッグ用に出力
		assemblyBuilder_.Save(moduleBuilder_.ScopeName);
#endif
	}

	/// <summary>
	/// 引数と戻り値を指定可能なメソッドを定義します。
	/// </summary>
	/// <typeparam name="TArgument">引数の型</typeparam>
	/// <typeparam name="TReturn">戻り値の型</typeparam>
	/// <param name="typeName">クラス名</param>
	/// <param name="methodName">メソッド名</param>
	/// <param name="emitter">Emitを実行するデリゲート</param>
	/// <returns>デリゲート</returns>
	public Func<TArgument, TReturn> EmitMethod<TArgument, TReturn>(
		string typeName,
		string methodName,
		Action<ILGenerator> emitter)
	{
		// クラス定義
		var typeAttribute = TypeAttributes.Public | TypeAttributes.Sealed | TypeAttributes.Abstract;
		var typeBuilder = moduleBuilder_.DefineType(
			typeName,
			typeAttribute,
			typeof(object));

		// メソッド定義
		var methodAttribute = MethodAttributes.Public | MethodAttributes.Static;
		var methodBuilder = typeBuilder.DefineMethod(
			methodName,
			methodAttribute,
			typeof(TReturn),
			new [] { typeof(TArgument) });

		// ILGenerator
		var ilGenerator = methodBuilder.GetILGenerator();

		emitter(ilGenerator);

		// 定義を完了して型を得る
		var typeInfo = typeBuilder.CreateTypeInfo();
		var type = typeInfo.AsType();

		// メソッドを取得する
		var bindingFlags = BindingFlags.Public | BindingFlags.Static;
		var method = type.GetMethod(methodName, bindingFlags);

		// デリゲートを生成する
		return (Func<TArgument, TReturn>)method.CreateDelegate(
			typeof(Func<TArgument, TReturn>));
	}
}

public static class Program
{
	public static void Main(string[] args)
	{
		// 動的アセンブリを生成
		using (var emitter = new Emitter("TestAssembly"))
		{
			// メソッドを動的に生成
			var func = emitter.EmitMethod<int, string>(
				"TestNamespace.TestType",
				"TestMethod",
				ilGenerator =>
				{
					ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldstr, "Hello IL coder!");
					ilGenerator.Emit(OpCodes.Ret);
				});

			// 実行
			var result = func(123);

			// 結果
			Console.WriteLine(result);
		}
	}
}

Emitterクラスは、System.Reflection.Emitの煩雑なコードを隠ぺいするために定義しています。課題の多くはMainメソッド内のラムダブロックのEmitメソッドをいじります。

# なお、このコードはnetcore5向けでも実行可能にしてあります。

課題はPart1～Part10まで用意し、はじめに少しだけ「スタックマシン」についての解説を行いました。

// Int32のTypeクラスのインスタンスを得る
Type int32Type = typeof(System.Int32);

// Int32.ToStringメソッドのメソッド情報を得る
MethodInfo toStringMethod = int32Type.GetMethod("ToString", Type.EmptyTypes);

ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, toStringMethod);
ilGenerator.Emit(OpCodes.Ret);

// 構造体
public struct Hoge
{
	public int A;
	public int B;
	public int C;

	// 計算し、結果をCに代入する
	public void Compute()
	{
		// 計算結果を代入するには、this（自分自身への参照）が必要
		this.C = this.A + this.B;
	}
}

// メソッドを呼び出して計算させる
Hoge hoge = new Hoge();
hoge.A = 1;
hoge.B = 2;
hoge.C = 123;
hoge.Compute();

// hoge.Cは、123か3か？
Console.WriteLine(hoge.C);

投稿者:

kekyo

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