【C++静态私有字段】+【C# <Module>.cctor】+【C++ if(条件断点)】

2024-06-11 17:32:00 浏览数 (2)

前言

最近进行托管和非托管频繁操作，遇到了一些坑记录下。分别为标题标注的:C 静态私有字段访问，C#的全局静态构造函数.cctor，以及C if（延伸的条件断点）。这其中的两个C 问题，分别对应C#分析下。且了解下 <Module>.cctor的原理。

C 静态私有字段访问

例子:

代码语言：javascript复制
class AAA
{
  private:
     static AAA aa;
     static int i;
     char ar;
  public:
     static AAA* get3a();
     static int getint();
     char arr(){
       return ar;
     }
};
//int AAA::i = 10;
//AAA AAA::aa;
int AAA::getint()
{
  return i;
}
AAA* AAA::get3a() 
{
  return &aa;
}
int main(int argc,char** argv)
{

  AAA::getint();
  AAA::get3a();
}

注意上面代码，注释的两行。

代码语言：javascript复制
//int AAA::i = 10;
//AAA AAA::aa;

i和aa正是类AAA的私有字段，如果不对它们进行全局赋值，则VC 编译器会提示

代码语言：javascript复制
无法解析的外部符号 "private: static int AAA::i" (?i@AAA@@0HA)
无法解析的外部符号 "private: static class AAA AAA::aa" (?aa@AAA@@0V1@A)

然C#对于静态私有字段的访问，如下即可，不需要全局设置其值。如果以C#的写法应用在C 上，这是一个坑，需要注意。不得不说在面向对象方面，C#的爽点还是满满的。

代码语言：javascript复制
public class AAA
 {
    private static AAA aa;
    private static int i;
    public static int getint()
    {
        return i;
    }
}
static void Main(string[] args)
 {
    AAA.getint();
}

C# <Module>..cctor

<Module>模块是一个虚拟的模块，它一般放在.NET目录-》数据流-》#~-》表TypeDef表项里面。这里的.cctor函数是这个模块的静态默认构造函数。它运行在托管Main入口之前，运行在System.Private.Corelib.dll之后。如果你想要在托管Main函数之前做一些事情，它是首选。C#代码里面不能够编辑它，可以通过Mono.Cecil对托管DLL添加这个函数。

代码语言：javascript复制
static void AddModuleCCtor(string ModulePath)
{
    string assemblyPath = ModulePath  "\ConsoleApp5.dll";  // 请替换为您的目标程序集路径
    AssemblyDefinition assembly = AssemblyDefinition.ReadAssembly(assemblyPath);
    ModuleDefinition module = assembly.MainModule;

    TypeDefinition moduleType = module.Types.FirstOrDefault(t => t.Name == "<Module>");
    if (moduleType == null)
    {
        moduleType = new TypeDefinition("", "<Module>", TypeAttributes.NotPublic | TypeAttributes.AutoClass | TypeAttributes.AnsiClass | TypeAttributes.BeforeFieldInit, module.TypeSystem.Object);
        module.Types.Add(moduleType);
    }
    
    MethodDefinition cctor = moduleType.Methods.FirstOrDefault(m => m.Name == ".cctor");
    if (cctor == null)
    {
         cctor = new MethodDefinition(".cctor",
         MethodAttributes.Static | MethodAttributes.Private | MethodAttributes.HideBySig | MethodAttributes.SpecialName | MethodAttributes.RTSpecialName,
         module.TypeSystem.Void);
         moduleType.Methods.Add(cctor);
         
         ILProcessor il = cctor.Body.GetILProcessor();
         il.Append(il.Create(OpCodes.Ldstr, "Module static constructor is called."));
         il.Append(il.Create(OpCodes.Call, module.ImportReference(typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }))));
         il.Append(il.Create(OpCodes.Ret));
     }
     else
     {
         ILProcessor il = cctor.Body.GetILProcessor();
         var nop = cctor.Body.Instructions.FirstOrDefault(i => i.OpCode == OpCodes.Nop);
         if (nop != null)
         {
            il.InsertBefore(nop, il.Create(OpCodes.Ldstr, "Module static constructor is called."));
            il.InsertBefore(nop, il.Create(OpCodes.Call, module.ImportReference(typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }))));
           }
         }
        assembly.Write(ModulePath   "\modified.dll");
}

这里有一个坑需要注意，比如本例中对ConsoleApp5.dll程序集进行了<Module>..cctor函数添加，形成了新的modified.dll托管DLL，这里需要注意，这两个托管DLL不能放在同一目录，否则会运行出错。保留你需要运行的托管DLL，以及xxx.runtimeconfig.json运行时文件即可。其它文件全部删掉，即可正常运行。在.NET8里面，这是一个巨坑，查找了很久才发现。

至于这个BUG是怎么引起的，这里先放一放，后面有时间再深入了解下。

C if 和C# if以及条件断点

先看下C if操作:

代码语言：javascript复制
#include<stdio.h>
#include<Windows.h>
#include <string.h>

int main() 
{
    char str[] = "Hello, world!";
    char substr[] = "world";

    if (strstr(str, substr)) {
        printf("The substring "%s" is found in the string.n", substr);
    }
    else {
        printf("The substring "%s" is not found in the string.n", substr);
    }
    getchar();
    return 0;
}

这里的strstr函数是对字符串进行判断，是否包含的意思。如果包含则返回包含的字符串。一般的来说if括号里面是true或者false，但是这里if括号里面显然是字符串，它也被if视为true进行了分支执行。再看一段代码：

代码语言：javascript复制
#include<stdio.h>
#include<Windows.h>
#include <string.h>
int main() 
{
    int a = 1000;
    if (a)
    {
        printf("true");
    }
    else
    {
        printf("false");
    }
    getchar();
    return 0;
}

这里依然输出的是true，在C 里面只要不是0或者NULL，if统统视为true。这跟C#是不同的，C#如下代码运行通不过:

代码语言：javascript复制
static void Main(string[] args)
{
    int a = 1000;
    if(a)
    {
        Console.WriteLine("true");
    }
    else
    {
        Console.WriteLine("false");
    }
     Console.ReadLine();
}

vs直接报错，int不能转bool类型。由此延伸了一个条件断点，以上的<Module>..cctor在CLR里面的条件断点为例：

代码语言：javascript复制
strstr(pMD->m_pszDebugClassName,"<Module>")

C 只需要strstr返回了字符串，就视为true。而字符串只能<Module>返回，所以当JIT Compile的pMD的m_pszDebugClassName是<Module>的时候就可以断下来了。当然如果有多个<Module>(这里是如果，实际应用一般只有一个)，我们把pMD的函数名(m_pszDebugMethodName)带上，它的名称是:.cctor，那么条件断点如下：

代码语言：javascript复制
strstr(pMD->m_pszDebugClassName,"<Module>")&&(*(pMD->m_pszDebugMethodName 1)=='c')&&(*(pMD->m_pszDebugMethodName 2)=='c')

结尾

以上是实际操作中遇到的坑，分享了三个知识点，希望对大家有所帮助。

c++ c# module 函数 字符串

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