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如何调试 C# Emit 生成的动态代码?

  • 2023-09-05
    福建
  • 本文字数:2350 字

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首先声明一下,这是一个很深的话题,也是朋友真实遇到的,它用 DynamicMethod + ILGenerator 生成了很多动态方法,然而这动态方法中有时候经常会遇到溢出异常,寻求如何调试 动态方法体,我知道如果用 visual studio 来调试的话,我个人觉得很难,这时候只能用 windbg 了,接下来我聊一下具体调试步骤。

1. 测试代码


为了方便讲解,上一段测试代码。


class Program    {        private delegate int AddDelegate(int a, int b);
static void Main(string[] args) { var dynamicAdd = new DynamicMethod("Add", typeof(int), new[] { typeof(int), typeof(int) }, true); var il = dynamicAdd.GetILGenerator(); il.Emit(OpCodes.Ldarg_0); il.Emit(OpCodes.Ldarg_1); il.Emit(OpCodes.Add); il.Emit(OpCodes.Ret);
var addDelegate = (AddDelegate)dynamicAdd.CreateDelegate(typeof(AddDelegate));
Console.WriteLine(addDelegate(10, 20)); } }
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这是一个动态生成的 Add(int a,int b) 方法,那如何调试它的方法体呢?这里有两个技巧。

第一:使用 Debugger.Break(); 这个语句可以通知附加到该进程的 Debugger 中断,也就是 Windbg。

第二:使用 Marshal.GetFunctionPointerForDelegate 获取 委托方法 的函数指针地址。


基于上面两点,修改代码如下:


static void Main(string[] args)        {            var dynamicAdd = new DynamicMethod("Add", typeof(int), new[] { typeof(int), typeof(int) }, true);            var il = dynamicAdd.GetILGenerator();            il.Emit(OpCodes.Ldarg_0);            il.Emit(OpCodes.Ldarg_1);            il.Emit(OpCodes.Add);            il.Emit(OpCodes.Ret);
var addDelegate = (AddDelegate)dynamicAdd.CreateDelegate(typeof(AddDelegate)); Console.WriteLine("Function Pointer: 0x{0:x16}", Marshal.GetFunctionPointerForDelegate(addDelegate).ToInt64());
Debugger.Break();
Console.WriteLine(addDelegate(10, 20)); }1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.
复制代码


接下来可以用 windbg 把 exe 程序启动起来,可以看到 console 上的输出如下:

2. 寻找 codeheap 上的方法体字节码


接下来我们反编译下 0x00000000023d062e 这个函数指针。


0:000> !U 0x00000000023d062eUnmanaged code023d062e b818063d02      mov     eax,23D0618h023d0633 e9e4c934fe      jmp     0071d01c023d0638 ab              stos    dword ptr es:[edi]023d0639 ab              stos    dword ptr es:[edi]023d063a ab              stos    dword ptr es:[edi]023d063b ab              stos    dword ptr es:[edi]023d063c ab              stos    dword ptr es:[edi]023d063d ab              stos    dword ptr es:[edi]023d063e ab              stos    dword ptr es:[edi]023d063f ab              stos    dword ptr es:[edi]
复制代码


上面的 23D0618h 才是最后真实的 动态方法 指针地址,接下来我们用 dp 看看指针上的值。


0:000> dp 23D0618h L1023d0618  00a900501.2.
复制代码


接下来我们反编译下 00a90050 地址看看方法体的汇编代码。


0:000> !U 00a90050Normal JIT generated codeDynamicClass.Add(Int32, Int32)Begin 00a90050, size 5>>> 00a90050 8bc1            mov     eax,ecx00a90052 03c2            add     eax,edx00a90054 c3              ret
复制代码


接下来有两条路:

  • 熟路模式

使用非托管命令 bp 00a90050  直接下断点调试。

  • 困难模式

使用托管命令 !bpmd xxx 寻找方法描述符下断点调试。


这里我就选择 困难模式 来处理。

3. 使用 bpmd 下断点


要用 !bpmd 下断点,必须要有 方法描述符, 现在我们有了 codeaddr 如何反向找描述符呢?这里可用 !mln。


0:000> !mln 00a90050Method instance: (BEGIN=00a90050)(MD=0071537c disassemble)[DynamicClass.Add(Int32, Int32)]
复制代码


上面输出的 MD=0071537c 就是方法描述符的地址,接下来就可以用 !bpmd -md 0071537c 设置断点即可。


0:000> !bpmd -md 0071537cMethodDesc = 0071537cSetting breakpoint: bp 00A90050 [DynamicClass.Add(Int32, Int32)]0:000> gBreakpoint 0 hiteax=02505fe8 ebx=0019f5ac ecx=0000000a edx=00000014 esi=0250230c edi=0019f4fceip=00a90050 esp=0019f488 ebp=0019f508 iopl=0         nv up ei pl nz na pe nccs=0023  ss=002b  ds=002b  es=002b  fs=0053  gs=002b             efl=0000020600a90050 8bc1            mov     eax,ecx
复制代码


从输出看,已经成功命中断点,而且 clr 也帮我自动转接到了 bp 00A90050,接下来看下命中的断点图:


上面的二条汇编指令就是 a+b 的结果,也就是 ecx 放了 a, edx 放了 b,不信的话可以 step 二次。


0:000> teax=0000000a ebx=0019f5ac ecx=0000000a edx=00000014 esi=0250230c edi=0019f4fceip=00a90052 esp=0019f488 ebp=0019f508 iopl=0         nv up ei pl nz na pe nccs=0023  ss=002b  ds=002b  es=002b  fs=0053  gs=002b             efl=0000020600a90052 03c2            add     eax,edx0:000> teax=0000001e ebx=0019f5ac ecx=0000000a edx=00000014 esi=0250230c edi=0019f4fceip=00a90054 esp=0019f488 ebp=0019f508 iopl=0         nv up ei pl nz na pe nccs=0023  ss=002b  ds=002b  es=002b  fs=0053  gs=002b             efl=0000020600a90054 c3              ret
复制代码


这里的 ecx=0000000a edx=00000014 便是。

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