Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 955. .NET 메서드의 Signature 바이트 코드 분석 [링크 복사], [링크+제목 복사]
조회: 1225
글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
홈페이지
첨부 파일

.NET 메서드의 Signature 바이트 코드 분석

.NET Profiler를 만들 때, 메서드의 signature 분석이 요구될 때가 있습니다. 일례로 예전 글에서,

CLR Profiler - 별도 정의한 .NET 코드를 호출하도록 IL 코드 변경
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/10959

C++ 측에서 IL 코드를 재정의해 .NET 메서드로,

public static void Enter() { ... }

호출을 넘기기 위해 저 Enter 메서드의 signature를 다음과 같이 구성해 등록해야만 했습니다.

COR_SIGNATURE sigFunctionProbe[] = {
            IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_DEFAULT,      // default calling convention (쉽게 말해, static 멤버)
            0x0,                                // # of arguments == 0
            ELEMENT_TYPE_VOID,                  // return type == void
        };

기왕 해보는 김에, 좀 더 복잡한 것을 통해 signature 분석 방법을 알아보겠습니다. ^^ 이를 위해 예제를 다음과 같이 작성하고,

using System;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApp1
{
    public readonly struct TestItem
    {
        internal static Task InvokeAsync<T>(MulticastDelegate @delegate, T arg)
        {
            NextCall(@delegate, arg);
            return null;
        }

        internal Task InvokeAsync2<T>(MulticastDelegate @delegate, T arg)
        {
            NextCall(@delegate, arg);
            return null;
        }

        private static void NextCall(MulticastDelegate @delegate, object arg)
        {
            Console.WriteLine(arg);
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
        }
    }
}

ildasm을 이용해 역어셈블한 내용을 토대로,

C:\temp\ConsoleApp1\bin\Debug> ildasm /metadata=hex /bytes ConsoleApp1.exe /out=sample_il.txt

풀어보면, 예를 들어 "internal static Task InvokeAsync<T>(MulticastDelegate @delegate, T arg)" 메서드의 signature 출력에서 다음과 같은 바이트 출력을 볼 수 있습니다.

// SIG: 10 01 02 12 4D 12 51 1E 00

우선 가장 첫 번째 바이트는, corhdr.h에 있는 "CorCallingConvention"이 담당합니다.

typedef enum CorCallingConvention
{
    IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_DEFAULT       = 0x0,

    IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_VARARG        = 0x5,
    IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_FIELD         = 0x6,
    IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_LOCAL_SIG     = 0x7,
    IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_PROPERTY      = 0x8,
    IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_UNMGD         = 0x9,
    IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_GENERICINST   = 0xa,  // generic method instantiation
    IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_NATIVEVARARG  = 0xb,  // used ONLY for 64bit vararg PInvoke calls
    IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_MAX           = 0xc,  // first invalid calling convention


        // The high bits of the calling convention convey additional info
    IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_MASK      = 0x0f,  // Calling convention is bottom 4 bits
    IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_HASTHIS   = 0x20,  // Top bit indicates a 'this' parameter
    IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_EXPLICITTHIS = 0x40,  // This parameter is explicitly in the signature
    IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_GENERIC   = 0x10,  // Generic method sig with explicit number of type arguments (precedes ordinary parameter count)
    // 0x80 is reserved for internal use
} CorCallingConvention;

그래서, 0x10 == IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_GENERIC이 되는데 이와 함께 static 메서드의 경우 "IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_DEFAULT"도 함께 지정된 것과 같습니다.

0x10 == IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_GENERIC | IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_DEFAULT

만약 저 메서드가 instance 멤버였다면 첫 번째 바이트는 다음과 같이 바뀝니다.

0x30 == IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_GENERIC | IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_HASTHIS

이후 차례로 다음의 의미를 갖는데,

// ========== 1. Generic 인자 및 매개 변수 수
01 == # of generic args (만약 IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_GENERIC 유형이 아니라면 생략)
02 == # of arg

// ========== 2. 반환 타입
12 == 반환 타입의 CorElementType, 0x12 == ELEMENT_TYPE_CLASS
4D == 반환 타입(System.Threading.Tasks.Task)의 토큰에 대한 compressed 인코딩 값

// ========== 3. 인자 타입 ('# of arg' 값이 0 이라면 생략)
12 == 첫 번째 인자의 CorElementType, 0x12 == ELEMENT_TYPE_CLASS
51 == System.MulticastDelegate 토큰의 compressed 인코딩 값

1E == 두 번째 인자의 CorElementType, 0x1e == ELEMENT_TYPE_MVAR
00 == generic method의 타입 인덱스, 즉 T

이 중에서, CorElementType의 경우 ELEMENT_TYPE_CLASS나 ELEMENT_TYPE_VALUETYPE이라면 뒤이어 "메타데이터 토큰의 compressed 인코딩 값"이 나오는데요, 이 값의 구성을 알아보려면 Metadata에 (반환 타입의 System.Threading.Tasks.Task에 해당하는) 토큰을 먼저 확인해야 합니다.

// TypeRef #19 (01000013)
// -------------------------------------------------------
// Token:             0x01000013
// ResolutionScope:   0x23000001
// TypeRefName:       System.Threading.Tasks.Task

여기서 상위 1바이트가 RID라는 구분자라서 보통 IL disassembler에서는 (01)000013으로 표현하는데, "compressed" 시에는 인코딩 영향으로 rid를 잘라내는 식으로 구현합니다.

#define RidFromToken(tk) ((RID) ((tk) & 0x00ffffff))

그래서, 순수 토큰 id 값으로 2바이트 우측 shift 연산을 한 다음,

0x13 << 2 (결과 값: 4C)

해당 토큰이 "TypeRef"인지 "TypeSpec"인지에 따라 1 또는 2를 더합니다.

if (typeRef) 4C | 1;
else if (typeSpec) 4C | 2;

즉, 하위 2바이트를 shift 해 확보한 자리를 통해 0 == TypeDef, 1 == TypeRef, 2 == TypeSpec 유형의 토큰임을 알 수 있습니다. 이렇게 구한 값을 이제 범위에 따라 1, 2, 또는 4 바이트 인코딩을 합니다.

int ridIndex = ...id...;

if (ridIndex <= 0x7F)
{
    // 작으면 1byte로 끝남.
    // (BYTE)ridIndex;
}
else if (ridIndex >= 0x80 && ridIndex <= 0x3FFF)
{
    // (short)(ridIndex |= 0x8000);
}
else
{
    // (int)(ridIndex |= 0xC0000000);
}

그렇기 때문에, (01)000013이었던 System.Threading.Tasks.Task 타입의 토큰이 1바이트인 "4D"로 인코딩 된 것입니다. 이런 식으로 첫 번째 인자인 "12 51"도 해석할 수 있습니다.

// TypeRef #20 (01000014)
// -------------------------------------------------------
// Token:             0x01000014
// ResolutionScope:   0x23000001
// TypeRefName:       System.MulticastDelegate

12 == ELEMENT_TYPE_CLASS
51 == System.MulticastDelegate 토큰(01000014)의 compressed 인코딩 값

마지막으로, 두 번째 인자는 generic이라 특별히 1E == ELEMENT_TYPE_MVAR 바이트가 선행이 된 다음 generic 인자의 "인덱스"가 지정이 되었습니다. 약간 혼란의 여지를 줄 수 있는데, 여기서 인덱스는 해당 메서드에서의 generic 인자의 순서가 아니라, 메타데이터에 등록된 generic 인자의 인덱스를 의미합니다.




사실, 지난 글에 소개한 라이브러리를 사용하면 위와 같은 내용을 코딩으로 작업할 필요는 없습니다. 가령, 다음의 메서드가 이미 그 작업을 아주 잘 수행하고 있기 때문입니다.

bool SigParser::ParseMethod(sig_elem_type elem_type)
; https://github.com/microsoftarchive/clrprofiler/blob/master/ILRewrite/ILRewriteProfiler/sigparse.inl#L340

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드sample_il.txt 파일을 포함합니다.)




[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]

[연관 글]


donaricano-btn



[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 10/26/2020 ]

Creative Commons License
이 저작물은 크리에이티브 커먼즈 코리아 저작자표시-비영리-변경금지 2.0 대한민국 라이센스에 따라 이용하실 수 있습니다.
by SeongTae Jeong, mailto:techsharer at outlook.com

비밀번호

댓글 쓴 사람
 




1  2  3  4  5  6  7  8  [9]  10  11  12  13  14  15  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
12451정성태12/14/2020687Windows: 182. WMI Namespace를 열거하고, 그 안에 정의된 클래스를 열거하는 방법
12450정성태12/13/2020921.NET Framework: 983. C# - TIME_WAIT과 ephemeral port 재사용파일 다운로드1
12449정성태12/16/20201119.NET Framework: 982. C# - HttpClient에서의 ephemeral port 재사용 [2]파일 다운로드1
12448정성태1/25/20212408.NET Framework: 981. C# - HttpWebRequest, WebClient와 ephemeral port 재사용파일 다운로드1
12447정성태12/10/20201087.NET Framework: 980. C# - CopyFileEx API 사용 예제 코드파일 다운로드1
12446정성태12/10/2020918.NET Framework: 979. C# - CoCreateInstanceEx 사용 예제 코드파일 다운로드1
12445정성태12/8/2020799오류 유형: 692. C# Marshal.PtrToStructure - The structure must not be a value class.파일 다운로드1
12444정성태12/9/2020870.NET Framework: 978. C# - GUID 타입 전용의 UnmanagedType.LPStruct파일 다운로드1
12443정성태12/8/2020730.NET Framework: 977. C# PInvoke - C++의 매개변수에 대한 마샬링을 tlbexp.exe를 이용해 확인하는 방법
12442정성태12/4/2020813오류 유형: 691. Visual Studio - Build Events에 robocopy를 사용할때 "Invalid Parameter #1" 오류가 발행하는 경우
12441정성태12/4/2020682오류 유형: 690. robocopy - ERROR : No Destination Directory Specified.
12440정성태12/4/2020779오류 유형: 689. SignTool Error: Invalid option: /as
12439정성태12/4/2020904디버깅 기술: 176. windbg - 특정 Win32 API에서 BP가 안 걸리는 경우 (2)
12438정성태12/2/2020912오류 유형: 688. .Visual C++ - Error C2011 'sockaddr': 'struct' type redefinition
12437정성태12/1/2020910VS.NET IDE: 155. pfx의 암호 키 파일을 Visual Studio 없이 등록하는 방법
12436정성태12/1/20201030오류 유형: 687. .NET Core 2.2 빌드 - error MSB4018: The "RazorTagHelper" task failed unexpectedly.
12435정성태1/29/20213616Windows: 181. 윈도우 환경에서 클라이언트 소켓의 최대 접속 수 (4) - ReuseUnicastPort를 이용한 포트 고갈 문제 해결파일 다운로드1
12434정성태2/1/20211107Windows: 180. C# - dynamicport 값의 범위를 알아내는 방법
12433정성태12/1/20201004Windows: 179. 윈도우 환경에서 클라이언트 소켓의 최대 접속 수 (3) - SO_PORT_SCALABILITY파일 다운로드1
12432정성태12/14/20201215Windows: 178. 윈도우 환경에서 클라이언트 소켓의 최대 접속 수 (2) - SO_REUSEADDR [1]파일 다운로드1
12431정성태11/27/2020940.NET Framework: 976. UnmanagedCallersOnly + C# 9.0 함수 포인터 사용 시 x86 빌드에서 오동작하는 문제파일 다운로드1
12430정성태11/27/2020862오류 유형: 686. Ubuntu - E: The repository 'cdrom://...' does not have a Release file.
12429정성태12/2/2020854디버깅 기술: 175. windbg - 특정 Win32 API에서 BP가 안 걸리는 경우
12428정성태11/25/2020796VS.NET IDE: 154. Visual Studio - .NET Core App 실행 시 dotnet.exe 실행 화면만 나오는 문제
12427정성태11/25/20201043.NET Framework: 975. .NET Core를 직접 호스팅해 (runtimeconfig.json 없이) EXE만 배포해 실행파일 다운로드1
12426정성태11/24/2020926오류 유형: 685. WinDbg Preview - error InitTypeRead
1  2  3  4  5  6  7  8  [9]  10  11  12  13  14  15  ...