web-dev-qa-db-ja.com

C＃メソッドのコンテンツを動的に置き換えますか？

私がやりたいのは、C＃メソッドが呼び出されたときに実行される方法を変更して、次のように記述できるようにすることです。

[Distributed]
public DTask<bool> Solve(int n, DEvent<bool> callback)
{
    for (int m = 2; m < n - 1; m += 1)
        if (m % n == 0)
            return false;
    return true;
}

実行時に、Distributed属性を持つメソッドを分析できるようにする必要があります（既に実行できます）。その後、関数の本体が実行される前と関数が戻った後にコードを挿入します。さらに重要なことは、Solveが呼び出されたコードを変更することなく、または関数の開始時に（コンパイル時。実行時にそうすることが目的です）コードを変更せずにできることです。

現時点では、このコードのビットを試みました（tは、Solveが格納されているタイプであり、mは、SolveのMethodInfoです）：

private void WrapMethod(Type t, MethodInfo m)
{
    // Generate ILasm for delegate.
    byte[] il = typeof(Dpm).GetMethod("ReplacedSolve").GetMethodBody().GetILAsByteArray();

    // Pin the bytes in the garbage collection.
    GCHandle h = GCHandle.Alloc((object)il, GCHandleType.Pinned);
    IntPtr addr = h.AddrOfPinnedObject();
    int size = il.Length;

    // Swap the method.
    MethodRental.SwapMethodBody(t, m.MetadataToken, addr, size, MethodRental.JitImmediate);
}

public DTask<bool> ReplacedSolve(int n, DEvent<bool> callback)
{
    Console.WriteLine("This was executed instead!");
    return true;
}

ただし、MethodRental.SwapMethodBodyは動的モジュールでのみ機能します。既にコンパイルされ、アセンブリに保存されているものではありません。

ロード済みで実行中のアセンブリに既に保存されているメソッドでSwapMethodBodyを効果的に実行する方法を探しています。

メソッドを動的モジュールに完全にコピーする必要がある場合は問題ではありませんが、この場合は、IL全体にコピーする方法を見つけるとともに、Solve（）のすべての呼び出しを更新して、新しいコピーを指します。

c#methodsassembliescilswap
77
June Rhodes

.NET 4以降の場合

using System;
using System.Reflection;
using System.Runtime.CompilerServices;


namespace InjectionTest
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Target targetInstance = new Target();

            targetInstance.test();

            Injection.install(1);
            Injection.install(2);
            Injection.install(3);
            Injection.install(4);

            targetInstance.test();

            Console.Read();
        }
    }

    public class Target
    {
        public void test()
        {
            targetMethod1();
            Console.WriteLine(targetMethod2());
            targetMethod3("Test");
            targetMethod4();
        }

        private void targetMethod1()
        {
            Console.WriteLine("Target.targetMethod1()");

        }

        private string targetMethod2()
        {
            Console.WriteLine("Target.targetMethod2()");
            return "Not injected 2";
        }

        public void targetMethod3(string text)
        {
            Console.WriteLine("Target.targetMethod3("+text+")");
        }

        private void targetMethod4()
        {
            Console.WriteLine("Target.targetMethod4()");
        }
    }

    public class Injection
    {        
        public static void install(int funcNum)
        {
            MethodInfo methodToReplace = typeof(Target).GetMethod("targetMethod"+ funcNum, BindingFlags.Instance | BindingFlags.Static | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Public);
            MethodInfo methodToInject = typeof(Injection).GetMethod("injectionMethod"+ funcNum, BindingFlags.Instance | BindingFlags.Static | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Public);
            RuntimeHelpers.PrepareMethod(methodToReplace.MethodHandle);
            RuntimeHelpers.PrepareMethod(methodToInject.MethodHandle);

            unsafe
            {
                if (IntPtr.Size == 4)
                {
                    int* inj = (int*)methodToInject.MethodHandle.Value.ToPointer() + 2;
                    int* tar = (int*)methodToReplace.MethodHandle.Value.ToPointer() + 2;
#if DEBUG
                    Console.WriteLine("\nVersion x86 Debug\n");

                    byte* injInst = (byte*)*inj;
                    byte* tarInst = (byte*)*tar;

                    int* injSrc = (int*)(injInst + 1);
                    int* tarSrc = (int*)(tarInst + 1);

                    *tarSrc = (((int)injInst + 5) + *injSrc) - ((int)tarInst + 5);
#else
                    Console.WriteLine("\nVersion x86 Release\n");
                    *tar = *inj;
#endif
                }
                else
                {

                    long* inj = (long*)methodToInject.MethodHandle.Value.ToPointer()+1;
                    long* tar = (long*)methodToReplace.MethodHandle.Value.ToPointer()+1;
#if DEBUG
                    Console.WriteLine("\nVersion x64 Debug\n");
                    byte* injInst = (byte*)*inj;
                    byte* tarInst = (byte*)*tar;


                    int* injSrc = (int*)(injInst + 1);
                    int* tarSrc = (int*)(tarInst + 1);

                    *tarSrc = (((int)injInst + 5) + *injSrc) - ((int)tarInst + 5);
#else
                    Console.WriteLine("\nVersion x64 Release\n");
                    *tar = *inj;
#endif
                }
            }
        }

        private void injectionMethod1()
        {
            Console.WriteLine("Injection.injectionMethod1");
        }

        private string injectionMethod2()
        {
            Console.WriteLine("Injection.injectionMethod2");
            return "Injected 2";
        }

        private void injectionMethod3(string text)
        {
            Console.WriteLine("Injection.injectionMethod3 " + text);
        }

        private void injectionMethod4()
        {
            System.Diagnostics.Process.Start("calc");
        }
    }

}
150
Logman

Harmony は、実行時にあらゆる種類の既存のC＃メソッドを置換、装飾、または変更するように設計されたオープンソースライブラリです。主な焦点はMonoで記述されたゲームとプラグインですが、この手法はどの.NETバージョンでも使用できます。また、同じメソッドに対する複数の変更を処理します（上書きする代わりに蓄積します）。

元のメソッドごとにDynamicMethodタイプのメソッドを作成し、開始および終了時にカスタムメソッドを呼び出すコードを発行します。また、元のILコードを処理するフィルターを作成して、元のメソッドをより詳細に操作することもできます。

プロセスを完了するために、動的メソッドのコンパイルから生成されたアセンブラーを指す、元のメソッドのトランポリンへの単純なアセンブラージャンプを書き込みます。これは、Windows、macOS、およびMonoがサポートするLinux上の32/64ビットで機能します。

119
Andreas Pardeike

実行時にメソッドのコンテンツを変更できます。ただし、想定されていないため、テスト目的で保持することを強くお勧めします。

ご覧ください：

http://www.codeproject.com/Articles/463508/NET-CLR-Injection-Modify-IL-Code-during-Run-time

基本的に、次のことができます。

  1. MethodInfo.GetMethodBody（）。GetILAsByteArray（）を介してILメソッドのコンテンツを取得します

  2. これらのバイトで混乱します。

    単にコードを追加または追加したい場合は、必要なオペコードだけを追加/追加します（ただし、スタックをクリーンな状態に保つには注意してください）

    既存のILを「コンパイル解除」するためのヒントを次に示します。

    • 返されるバイトは、一連のIL命令とそれに続く引数です（引数がある場合-たとえば、「。call」には引数が1つあります。「。pop」には引数がありません）。
    • ILコードと返された配列で見つかったバイトの対応は、OpCodes.YourOpCode.Value（アセンブリに保存されている実際のオペコードバイト値）を使用して見つけることができます。
    • ILコードの後に​​追加される引数は、呼び出されるオペコードに応じて、サイズが異なる場合があります（1〜数バイト）。
    • これらの引数が適切なメソッドを介して参照しているトークンを見つけることができます。たとえば、ILに「.call 354354」（ヘキサで28 00 05 68 32、28h = 40が「.call」オペコードであり、56832h = 354354としてコード化されている）が含まれる場合、対応する呼び出されたメソッドはMethodBase.GetMethodFromHandle（354354 ）

  3. 変更したら、ILバイト配列をInjectionHelper.UpdateILCodes（MethodInfoメソッド、byte [] ilCodes）で再注入できます-上記のリンクを参照してください

    これは「安全でない」部分です...うまくいきますが、これは内部CLRメカニズムをハッキングすることにあります...

25
Olivier

メソッドが非仮想、非ジェネリック、ジェネリック型ではなく、インラインでなく、x86プレートフォームである場合、これを置き換えることができます。

MethodInfo methodToReplace = ...
RuntimeHelpers.PrepareMetod(methodToReplace.MethodHandle);

var getDynamicHandle = Delegate.CreateDelegate(Metadata<Func<DynamicMethod, RuntimeMethodHandle>>.Type, Metadata<DynamicMethod>.Type.GetMethod("GetMethodDescriptor", BindingFlags.Instance | BindingFlags.NonPublic)) as Func<DynamicMethod, RuntimeMethodHandle>;

var newMethod = new DynamicMethod(...);
var body = newMethod.GetILGenerator();
body.Emit(...) // do what you want.
body.Emit(OpCodes.jmp, methodToReplace);
body.Emit(OpCodes.ret);

var handle = getDynamicHandle(newMethod);
RuntimeHelpers.PrepareMethod(handle);

*((int*)new IntPtr(((int*)methodToReplace.MethodHandle.Value.ToPointer() + 2)).ToPointer()) = handle.GetFunctionPointer().ToInt32();

//all call on methodToReplace redirect to newMethod and methodToReplace is called in newMethod and you can continue to debug it, enjoy.
11
Teter28

実行時にメソッドを動的に変更できるフレームワークがいくつかあります（user152949で言及されているICLRProfilingインターフェイスを使用します）。

  • Prig ：無料でオープンソース！
  • Microsoft Fakes ：商用、Visual Studio PremiumおよびUltimateに含まれていますが、CommunityおよびProfessionalには含まれていません
  • Telerik JustMock ：コマーシャル、「ライト」バージョンが利用可能
  • Typemock Isolator ：コマーシャル

.NETの内部をモックするフレームワークもいくつかあります。これらはより脆弱である可能性が高く、おそらくインライン化されたコードを変更することはできませんが、完全に自己完結型であり、使用する必要はありませんカスタムランチャー。

  • ハーモニー ：MITライセンス。実際にいくつかのゲームmodで正常に使用されているようです。NETとMonoの両方をサポートしています。
  • Deviare In Process Instrumentation Engine ：GPLv3および商用。現在、.NETサポートは実験的とマークされていますが、一方で商業的に支援されているという利点があります。
8
poizan42

Logmanのソリューション 、ただしメソッド本体を交換するためのインターフェースを使用。また、より簡単な例。

using System;
using System.Linq;
using System.Reflection;
using System.Runtime.CompilerServices;

namespace DynamicMojo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Animal kitty = new HouseCat();
            Animal lion = new Lion();
            var meow = typeof(HouseCat).GetMethod("Meow", BindingFlags.Instance | BindingFlags.NonPublic);
            var roar = typeof(Lion).GetMethod("Roar", BindingFlags.Instance | BindingFlags.NonPublic);

            Console.WriteLine("<==(Normal Run)==>");
            kitty.MakeNoise(); //HouseCat: Meow.
            lion.MakeNoise(); //Lion: Roar!

            Console.WriteLine("<==(Dynamic Mojo!)==>");
            DynamicMojo.SwapMethodBodies(meow, roar);
            kitty.MakeNoise(); //HouseCat: Roar!
            lion.MakeNoise(); //Lion: Meow.

            Console.WriteLine("<==(Normality Restored)==>");
            DynamicMojo.SwapMethodBodies(meow, roar);
            kitty.MakeNoise(); //HouseCat: Meow.
            lion.MakeNoise(); //Lion: Roar!

            Console.Read();
        }
    }

    public abstract class Animal
    {
        public void MakeNoise() => Console.WriteLine($"{this.GetType().Name}: {GetSound()}");

        protected abstract string GetSound();
    }

    public sealed class HouseCat : Animal
    {
        protected override string GetSound() => Meow();

        private string Meow() => "Meow.";
    }

    public sealed class Lion : Animal
    {
        protected override string GetSound() => Roar();

        private string Roar() => "Roar!";
    }

    public static class DynamicMojo
    {
        /// <summary>
        /// Swaps the function pointers for a and b, effectively swapping the method bodies.
        /// </summary>
        /// <exception cref="ArgumentException">
        /// a and b must have same signature
        /// </exception>
        /// <param name="a">Method to swap</param>
        /// <param name="b">Method to swap</param>
        public static void SwapMethodBodies(MethodInfo a, MethodInfo b)
        {
            if (!HasSameSignature(a, b))
            {
                throw new ArgumentException("a and b must have have same signature");
            }

            RuntimeHelpers.PrepareMethod(a.MethodHandle);
            RuntimeHelpers.PrepareMethod(b.MethodHandle);

            unsafe
            {
                if (IntPtr.Size == 4)
                {
                    int* inj = (int*)b.MethodHandle.Value.ToPointer() + 2;
                    int* tar = (int*)a.MethodHandle.Value.ToPointer() + 2;

                    byte* injInst = (byte*)*inj;
                    byte* tarInst = (byte*)*tar;

                    int* injSrc = (int*)(injInst + 1);
                    int* tarSrc = (int*)(tarInst + 1);

                    int tmp = *tarSrc;
                    *tarSrc = (((int)injInst + 5) + *injSrc) - ((int)tarInst + 5);
                    *injSrc = (((int)tarInst + 5) + tmp) - ((int)injInst + 5);
                }
                else
                {
                    throw new NotImplementedException($"{nameof(SwapMethodBodies)} doesn't yet handle IntPtr size of {IntPtr.Size}");
                }
            }
        }

        private static bool HasSameSignature(MethodInfo a, MethodInfo b)
        {
            bool sameParams = !a.GetParameters().Any(x => !b.GetParameters().Any(y => x == y));
            bool sameReturnType = a.ReturnType == b.ReturnType;
            return sameParams && sameReturnType;
        }
    }
}
7
C. McCoy IV

ICLRPRofiling Interface を使用して、実行時にメソッドを置き換えることができます。

  1. AttachProfiler を呼び出してプロセスにアタッチします。
  2. SetILFunctionBody を呼び出して、メソッドコードを置き換えます。

詳細はこのブログをご覧ください .

5
user152949

私はそれがあなたの質問に対する正確な答えではないことを知っています、しかしそれをする通常の方法は工場/プロキシアプローチを使うことです。

まず、基本型を宣言します。

public class SimpleClass
{
    public virtual DTask<bool> Solve(int n, DEvent<bool> callback)
    {
        for (int m = 2; m < n - 1; m += 1)
            if (m % n == 0)
                return false;
        return true;
    }
}

次に、派生型を宣言できます（プロキシと呼びます）。

public class DistributedClass
{
    public override DTask<bool> Solve(int n, DEvent<bool> callback)
    {
        CodeToExecuteBefore();
        return base.Slove(n, callback);
    }
}

// At runtime

MyClass myInstance;

if (distributed)
    myInstance = new DistributedClass();
else
    myInstance = new SimpleClass();

派生型は、実行時に生成することもできます。

public static class Distributeds
{
    private static readonly ConcurrentDictionary<Type, Type> pDistributedTypes = new ConcurrentDictionary<Type, Type>();

    public Type MakeDistributedType(Type type)
    {
        Type result;
        if (!pDistributedTypes.TryGetValue(type, out result))
        {
            if (there is at least one method that have [Distributed] attribute)
            {
                result = create a new dynamic type that inherits the specified type;
            }
            else
            {
                result = type;
            }

            pDistributedTypes[type] = result;
        }
        return result;
    }

    public T MakeDistributedInstance<T>()
        where T : class
    {
        Type type = MakeDistributedType(typeof(T));
        if (type != null)
        {
            // Instead of activator you can also register a constructor delegate generated at runtime if performances are important.
            return Activator.CreateInstance(type);
        }
        return null;
    }
}

// In your code...

MyClass myclass = Distributeds.MakeDistributedInstance<MyClass>();
myclass.Solve(...);

唯一のパフォーマンスの低下は、派生オブジェクトの構築中です。初回は、大量の反射と反射放出を使用するため、非常に遅くなります。それ以外の場合はすべて、同時テーブル検索とコンストラクターのコストです。前述のように、次を使用して構築を最適化できます

ConcurrentDictionary<Type, Func<object>>.
4
Salvatore Previti

この質問と別の質問への答えに基づいて、iveはこの整頓されたバージョンを思い付きました。

public static unsafe MethodReplacementState Replace(this MethodInfo methodToReplace, MethodInfo methodToInject)
        {
//#if DEBUG
            RuntimeHelpers.PrepareMethod(methodToReplace.MethodHandle);
            RuntimeHelpers.PrepareMethod(methodToInject.MethodHandle);
//#endif
            MethodReplacementState state;

            IntPtr tar = methodToReplace.MethodHandle.Value;
            if (!methodToReplace.IsVirtual)
                tar += 8;
            else
            {
                var index = (int)(((*(long*)tar) >> 32) & 0xFF);
                var classStart = *(IntPtr*)(methodToReplace.DeclaringType.TypeHandle.Value + (IntPtr.Size == 4 ? 40 : 64));
                tar = classStart + IntPtr.Size * index;
            }
            var inj = methodToInject.MethodHandle.Value + 8;
#if DEBUG
            tar = *(IntPtr*)tar + 1;
            inj = *(IntPtr*)inj + 1;
            state.Location = tar;
            state.OriginalValue = new IntPtr(*(int*)tar);

            *(int*)tar = *(int*)inj + (int)(long)inj - (int)(long)tar;
            return state;

#else
            state.Location = tar;
            state.OriginalValue = *(IntPtr*)tar;
            * (IntPtr*)tar = *(IntPtr*)inj;
            return state;
#endif
        }
    }

    public struct MethodReplacementState : IDisposable
    {
        internal IntPtr Location;
        internal IntPtr OriginalValue;
        public void Dispose()
        {
            this.Restore();
        }

        public unsafe void Restore()
        {
#if DEBUG
            *(int*)Location = (int)OriginalValue;
#else
            *(IntPtr*)Location = OriginalValue;
#endif
        }
    }
1
TakeMeAsAGuest