Профилирование динамического вывода

Я работаю над профилировщиком MSIL и столкнулся с проблемами с ManagedToUnmanagedTransition и UnmanagedToManagedTransition обратными вызовами интерфейса ICorProfilerCallback.

То, что я хочу получить, - это информация о вызываемом методе (имя и имя модуля, в котором он находится).

До сих пор он работал нормально. Пока не произошло так называемое динамическое pinvoke (подробно описано в: http://blogs.msdn.com/b/jonathanswift/archive/2006/10/03/dynamically-calling-an-unmanaged-dll-from-.net-_2800_c_23002900_.aspx)

В этом случае IMetaDataImport::GetPinvokeMap завершается сбой. Также IMetaDataAssemblyImport::GetAssemblyProps возвращает "dynamic_pinvoke" как имя сборки.

profiler_1_0->GetTokenAndMetaDataFromFunction(function_id, IID_IMetaDataImport, (IUnknown**) &imd_import, &md_token);
imd_import->GetPinvokeMap(md_token, &mapping, module_name, buffer_size, &chars_read, &md_module_ref);
// here the fail occurs

profiler_1_0->GetTokenAndMetaDataFromFunction(function_id, IID_IMetaDataAssemblyImport, (IUnknown**) &imd_assembly_import, &md_token);
imd_assembly_import->GetAssemblyFromScope(&md_assembly);
imd_assembly_import->GetAssemblyProps(md_assembly, 0, 0, 0, assembly_name, buffer_size, &chars_read, 0, 0);
// assembly_name is set to "dynamic_pinvoke"

Как получить имя модуля (.dll) и имя функции, которая выведена с помощью динамического pinvoke?

Ответ 1

API-интерфейсы профилировщика возвращают метаданные, указанные в управляемом коде, обычно через DllImportAttribute. В случае "динамического pinvoke", который использует метод Marshal.GetDelegateForFunctionPointer, имена модулей и функций никогда не указывались как метаданные и не были доступны. Альтернативный подход к динамическим объявлениям пинвокей, который включает необходимые метаданные, вероятно, позволит избежать этой проблемы. Попробуйте использовать API-интерфейсы System.Reflection.Emit, такие как TypeBuilder.DefinePInvokeMethod как одно из решений.

Вот пример использования System.Reflection.Emit, который работает с API-интерфейсами профилировщика.

using System;
using System.Reflection.Emit;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Reflection;

namespace DynamicCodeCSharp
{
    class Program
    {
        [UnmanagedFunctionPointer(CallingConvention.StdCall, CharSet = CharSet.Unicode)]
        private delegate int MessageBoxFunc(IntPtr hWnd, string text, string caption, int options);

        static readonly Type[] MessageBoxArgTypes = new Type[] { typeof(IntPtr), typeof(string), typeof(string), typeof(int)};

        [DllImport("kernel32.dll")]
        public static extern IntPtr LoadLibrary(string dllToLoad);

        [DllImport("kernel32.dll")]
        public static extern IntPtr GetProcAddress(IntPtr hModule, string procedureName);

        [DllImport("kernel32.dll")]
        public static extern bool FreeLibrary(IntPtr hModule);

        static MethodInfo BuildMessageBoxPInvoke(string module, string proc)
        {
            AssemblyBuilder assemblyBuilder = AppDomain.CurrentDomain.DefineDynamicAssembly(new AssemblyName(module), AssemblyBuilderAccess.Run);
            ModuleBuilder moduleBuilder = assemblyBuilder.DefineDynamicModule(module);
            TypeBuilder typeBuilder = moduleBuilder.DefineType(proc);

            typeBuilder.DefinePInvokeMethod(proc, module, proc,
                       MethodAttributes.Static | MethodAttributes.PinvokeImpl,
                       CallingConventions.Standard, typeof
                       (int), MessageBoxArgTypes, 
                       CallingConvention.StdCall, CharSet.Auto);

            Type type = typeBuilder.CreateType();

            return type.GetMethod(proc, BindingFlags.Static | BindingFlags.NonPublic); ;
        }

        static MessageBoxFunc CreateFunc()
        {
            MethodInfo methodInfo = BuildMessageBoxPInvoke("user32.dll", "MessageBox");
            return (MessageBoxFunc)Delegate.CreateDelegate(typeof(MessageBoxFunc), methodInfo);
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            MessageBoxFunc func = CreateFunc();
            func(IntPtr.Zero, "Hello World", "From C#", 0);
        }
    }
}

Несколько примеров, чтобы продемонстрировать проблемы с текущим подходом.

[DllImport("user32.dll", CharSet = CharSet.Unicode)]
public static extern int MessageBox(IntPtr hWnd, string text, string caption, int options);

static void Main(string[] args)
{
     MessageBox(IntPtr.Zero, "Hello World", "From C#", 0);
}

Функция MessageBox не экспортируется из user32.dll. Он содержит только MessageBoxA и MessageBoxW. Поскольку мы не указали ExactSpelling = false в атрибуте DllImport, а наш CharSet - Unicode,.Net также будет искать user32.dll для нашей точки входа прилагается к W. Это означает, что MessageBoxW на самом деле является нативной функцией, которую мы вызываем. Однако GetPinvokeMap возвращает "MessageBox" как имя функции (переменная module_name в вашем коде).

Теперь вместо этого вызовите функцию по порядковому номеру, а не по имени. Использование программы dumpbin в SDK Windows:

dumpbin /exports C:\Windows\SysWOW64\user32.dll

...
2046  215 0006FD3F MessageBoxW
...

2046 - порядковый номер для MessageBoxW. Применяя наше объявление DllImport для использования поля EntryPoint, мы получаем:

[DllImport("user32.dll", CharSet = CharSet.Unicode, EntryPoint = "#2046")]
public static extern int MessageBox(IntPtr hWnd, string text, string caption, int options);

На этот раз GetPInvokeMap вернет "# 2046". Мы можем видеть, что профилировщик ничего не знает о "имени" вызываемой нативной функции.

Идя еще дальше, нативный код, который вызывается, может даже не иметь имени. В следующем примере функция "Добавить" создается в исполняемой памяти во время выполнения. Никакое имя функции или библиотека никогда не ассоциировались с исполняемым кодом.

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace DynamicCodeCSharp
{
    class Program
    {
        [UnmanagedFunctionPointer(CallingConvention.Cdecl)]
        private delegate int AddFunc(int a, int b);

        [DllImport("kernel32.dll", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
        private static extern IntPtr VirtualAlloc(IntPtr addr, IntPtr size, int allocType, int protectType);

        const int MEM_COMMIT = 0x1000;
        const int MEM_RESERVE = 0x2000;

        const int PAGE_EXECUTE_READWRITE = 0x40;

        static readonly byte[] buf = 
            {
                // push ebp
                0x55,
                // mov ebp, esp
                0x8b, 0xec,
                // mov eax, [ebp + 8]
                0x8b, 0x45, 0x08,
                // add eax, [ebp + 8]
                0x03, 0x45, 0x0c,
                // pop ebp
                0x5d,
                // ret
                0xc3
            };

        static AddFunc CreateFunc()
        {
            // allocate some executable memory
            IntPtr code = VirtualAlloc(IntPtr.Zero, (IntPtr)buf.Length, MEM_COMMIT | MEM_RESERVE, PAGE_EXECUTE_READWRITE);
            // copy our add function implementation into the memory
            Marshal.Copy(buf, 0, code, buf.Length);
            // create a delegate to this executable memory
            return (AddFunc)Marshal.GetDelegateForFunctionPointer(code, typeof(AddFunc));
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            AddFunc func = CreateFunc();
            int value = func(10, 20);
            Console.WriteLine(value);
        }
    }
}