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