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.NET Framework: 890. 상황별 GetFunctionPointer 반환값 정리 - x64 [링크 복사], [링크+제목 복사]
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정성태 (techsharer at outlook.com)
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상황별 GetFunctionPointer 반환값 정리 - x64

지난 글에서는,

상황별 GetFunctionPointer 반환값 정리 - x86
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1027

x86을 대상으로만 했었는데, 이번에는 .NET 4.8 / x64 / Debug 빌드로 실행한 결과를 정리해 보겠습니다.


EXE 어셈블리의 Main 메서드

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

    static void ShowMainFunc()
    {
        MethodBase func = typeof(Program).GetMethod("Main", BindingFlags.Static | BindingFlags.NonPublic);
        IntPtr pMain = func.MethodHandle.GetFunctionPointer();
        OutputFunctionAddress("Main", pMain);
    }

    private static void OutputFunctionAddress(string title, IntPtr pAddr)
    {
        Console.WriteLine($"{title} == {pAddr.ToInt64():x}");
    }
}

x86과 결과와 다르지 않습니다. 특이한 점이 있다면 "Windbg 환경에서 확인해 본 .NET 메서드 JIT 컴파일 전과 후 - 두 번째 이야기" 글에서의 PreStub 과정 없이 곧바로 Fixup Precode에서 Native Code를 호출하는 jmp 문으로 패치된다는 점입니다. (Main 함수야말로 단 한번 실행되는 경우가 대부분일 것이므로 굳이 공을 들여 최적화를 안 해도 될 텐데 말이죠. ^^)

또한 MethodDesc 위치의 +8 바이트 위치에 저장한 기계어 코드의 주소도 GetFunctionPointer의 값과 일치합니다.


어셈블리에 정의된 메서드의 JIT 이전

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        ShowTestFunc("Test1 - Before JITting", "Test1");
        Console.ReadLine();

        Program pg = new Program();
        pg.Test1();
    }

    private void Test1()
    {
        Console.WriteLine("Test1 called!");
    }

    static void ShowTestFunc(string text, string methodName)
    {
        MethodBase func = typeof(Program).GetMethod(methodName, BindingFlags.Instance | BindingFlags.NonPublic);
        IntPtr pFunc = func.MethodHandle.GetFunctionPointer();
        OutputFunctionAddress(text, pFunc);
    }

    private static void OutputFunctionAddress(string title, IntPtr pAddr)
    {
        Console.WriteLine($"{title} == {pAddr.ToInt64():x}");
    }
}

/* 출력 결과
Test1 - Before JITting == 7ffe48310488
*/

이에 대해서도 "Windbg 환경에서 확인해 본 .NET 메서드 JIT 컴파일 전과 후 - 두 번째 이야기" 글에서 살펴봤습니다. GetFunctionPointer가 반환한 주소는 "Fixup Precode"를 가리키고 실제 호출하려고 할 때의 call 코드의 변위도 정확히 GetFunctionPointer의 반환 주소를 가리킵니다. (따라서 x86의 call 주솟값과는 다르다는 차이점이 있습니다.)

00007ffe`48310912 e871fbffff      call    00007ffe`48310488 (Program.Test1(), mdToken: 0000000006000002)


어셈블리에 정의된 메서드의 JIT 이후

static void Main(string[] args)
{
    ShowTestFunc("Test1 - Before JITting", "Test1");

    Program pg = new Program();
    pg.Test1();

    ShowTestFunc("Test1 - After JITting", "Test1");
}

/* 출력 결과
Test1 - Before JITting == 7ffe48300488
Test1 called!
Test1 - After JITting == 7ffe48300c10
*/

이번에도 "Windbg 환경에서 확인해 본 .NET 메서드 JIT 컴파일 전과 후 - 두 번째 이야기" 글의 내용과 일치합니다.

0:000> !name2ee ConsoleApp1.exe!Program.Test1 
Module:      00007ffe481f4148
Assembly:    ConsoleApp1.exe
Token:       0000000006000002
MethodDesc:  00007ffe481f5a10
Name:        Program.Test1()
JITTED Code Address: 00007ffe48300c10

0:000> dq 00007ffe481f5a10 L2
00007ffe`481f5a10  00080006`21020002 00007ffe`48300c10

정리해 보면, Jit 전에는 Fixup Precode의 위치를 GetFunctionPointer 메서드가 반환하지만, 일단 JIT가 되면 GetFunctionPointer는 해당 메서드의 Body가 컴파일된 메서드의 주솟값을 반환합니다.


NGen 된 BCL(Base Class Library) 메서드

public static void ShowCreateCommandAddress()
{
    MethodBase func = typeof(SqlConnection).GetMethod("CreateCommand", BindingFlags.Instance | BindingFlags.Public);

    IntPtr pOld = func.MethodHandle.GetFunctionPointer();
    OutputFunctionAddress("CreateCommand", pOld);
}

/* 출력 결과
CreateCommand == 7ffe48320510
*/

GetFunctionPointer가 반환한 값(7ffe48320510)은 특이하게 Fixup Precode의 위치입니다. (게다가 method desc을 구하는 인덱스가 모두 0, 0입니다.)

0:000> !u 7ffe48320510
Unmanaged code
00007ffe`48320510 e80b40545f      call    clr!PrecodeFixupThunk (00007ffe`a7864520)
00007ffe`48320515 5e              pop     rsi
00007ffe`48320516 0000            add     byte ptr [rax],al
00007ffe`48320518 081d9d72fe7f    or      byte ptr [00007ffe`c83077bb],bl

0:000> !ip2md  7ffe48320510 // 왜냐하면 fixup precode의 위치이므로.
Failed to request MethodData, not in JIT code range

하지만, 해당 메서드의 MethodDesc 값에는 정확히 기계어로 번역된 주솟값을 가지고 있습니다.

0:000> !name2ee System.Data.dll!System.Data.SqlClient.SqlConnection.CreateCommand
Module:      00007ffe72961000
Assembly:    System.Data.dll
Token:       0000000006001a69
MethodDesc:  00007ffe729d1d08
Name:        System.Data.SqlClient.SqlConnection.CreateCommand()
JITTED Code Address: 00007ffe72ea4410

0:000> dq 00007ffe729d1d08 L2
00007ffe`729d1d08  00006453`3b7c9a69 00000000`004d2700

0:000> ? 00007ffe`729d1d10 + 004d2700
Evaluate expression: 140730826376208 = 00007ffe`72ea4410

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




이 외에 재미있는 거 하나 더 언급해 보면 Visual Studio에서 F5 디버깅을 시작했을 때의 JIT 컴파일이 다소 특별하다는 점입니다. 실제로 그 상태에서 실행해 GetFunctionPointer로 출력된 주소의 값을 JIT 컴파일 전/후에 따라 각각 살펴보면,

// GetFunctionPointer의 반환 값 == 00007FFE48330490

[JIT 전]
00007FFE48330490 E8 8B 40 53 5F       call        00007FFEA7864520  
00007FFE48330495 5E                   pop         rsi  

[JIT 후]
00007FFE48330490 E9 CB 06 00 00       jmp         00007FFE48330B60  
00007FFE48330495 5F                   pop         rdi  

Tiered Compilation 동작을 무시하고 Fixup Precode의 call 코드가 곧바로 Native Code로의 jump 문으로 패치되는 것을 볼 수 있습니다. 게다가 Visual Studio의 디버깅 상태가 아니라면 GetFunctionPointer는 위에서처럼 Fixup Precode의 위치를 가리키지 않고 IL 코드가 번역된 Native Code의 주소를 가리켰다는 점이 다릅니다.




한마디로, 상황별로 GetFunctionPointer가 반환하는 값이 달라 이에 대해 어떤 고정적인 동작을 가정하고 코딩해서는 안 됩니다.




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

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[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 7/10/2021]

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