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。

csharp 复制代码

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：

scss 复制代码

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：

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。

ini 复制代码

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。

makefile 复制代码

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。

sql 复制代码

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。

ini 复制代码

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。

ini 复制代码

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：

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。

ini 复制代码

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。