如何调试 C# Emit 生成的动态代码?

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));
        }
    }

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));
        }

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：

图片

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 0x00000000023d062e
Unmanaged code
023d062e b818063d02      mov     eax,23D0618h
023d0633 e9e4c934fe      jmp     0071d01c
023d0638 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]

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 L1
023d0618  00a90050

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 00a90050
Normal JIT generated code
DynamicClass.Add(Int32, Int32)
Begin 00a90050, size 5
>>> 00a90050 8bc1            mov     eax,ecx
00a90052 03c2            add     eax,edx
00a90054 c3              ret

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 00a90050
Method instance: (BEGIN=00a90050)(MD=0071537c disassemble)[DynamicClass.Add(Int32, Int32)]

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 0071537c
MethodDesc = 0071537c
Setting breakpoint: bp 00A90050 [DynamicClass.Add(Int32, Int32)]
0:000> g
Breakpoint 0 hit
eax=02505fe8 ebx=0019f5ac ecx=0000000a edx=00000014 esi=0250230c edi=0019f4fc
eip=00a90050 esp=0019f488 ebp=0019f508 iopl=0         nv up ei pl nz na pe nc
cs=0023  ss=002b  ds=002b  es=002b  fs=0053  gs=002b             efl=00000206
00a90050 8bc1            mov     eax,ecx

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：

图片

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> t
eax=0000000a ebx=0019f5ac ecx=0000000a edx=00000014 esi=0250230c edi=0019f4fc
eip=00a90052 esp=0019f488 ebp=0019f508 iopl=0         nv up ei pl nz na pe nc
cs=0023  ss=002b  ds=002b  es=002b  fs=0053  gs=002b             efl=00000206
00a90052 03c2            add     eax,edx
0:000> t
eax=0000001e ebx=0019f5ac ecx=0000000a edx=00000014 esi=0250230c edi=0019f4fc
eip=00a90054 esp=0019f488 ebp=0019f508 iopl=0         nv up ei pl nz na pe nc
cs=0023  ss=002b  ds=002b  es=002b  fs=0053  gs=002b             efl=00000206
00a90054 c3              ret

这里的 ecx=0000000a edx=00000014 便是。