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닷넷: 2262. C# - Exception Filter 조건(when)을 갖는 catch 절의 IL 구조 [링크 복사], [링크+제목 복사],
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정성태 (seongtaejeong at gmail.com)
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.NET Framework: 607. C# try/catch/finally의 IL 코드 표현
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11053

닷넷: 2262. C# - Exception Filter 조건(when)을 갖는 catch 절의 IL 구조
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13625




C# - Exception Filter 조건(when)을 갖는 catch 절의 IL 구조

예전에 기본적인 try/catch/finally를 포함한 메서드의 분석을 했었습니다.

C# try/catch/finally의 IL 코드 표현
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11053

이번에는 C# 6부터 추가된 exception filter까지 확장해서 알아보겠습니다. ^^ 이를 위해 간단하게 예제 메서드를 하나 만들고,

public int WhenTest(int n)
{
    try
    {
        n = 50;
    }
    catch (Exception) when (!RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Windows))
    {
        Console.WriteLine(n);
    }

    return n;
}

빌드하면 WhenTest 메서드의 IL 코드는 다음과 같은 식으로 출력됩니다.

1b 30 02 00 3c 00 00 00 05 00 00 11 00 00 1f 32 10 01 00 de 2d 75 19 00 00 01 25 2d 04 26 16 2b 13 26 28 37 00 00 0a 28 38 00 00 0a 16 fe 01 0a 06 16 fe 03 fe 11 26 00 03 28 39 00 00 0a 00 00 de 00 03 0b 2b 00 07 2a 01 10 00 00 01 00 01 00 08 2a 00 0c 09 00 00 00


첫 바이트인 0x1b(0n27)는 다음의 조합입니다.

CorILMethod_InitLocals = 0x10;
CorILMethod_FatFormat = 0x03;
CorILMethod_MoreSects = 0x08;

Fat Header인 경우, 두 번째 바이트인 0x30 바이트는 0xF0과 AND 연산을 한 후 4비트 우측 shift 연산을 하면,

0x30 & 0xF0 == 0x30

0x30 >> 4 
// 0011 0000 0001 1011 >> 12 == 0011

3이 나오고 그것이 Fat Header의 크기가 됩니다. 단지 그 3의 단위가 바이트가 아닌 sizeof(int)로 4바이트이기 때문에 총 3 * 4 = 12 바이트가 Fat Header의 크기입니다.

1b 30 02 00 
3c 00 00 00 
05 00 00 11

Fat Header인 경우, 이후 0x02, 0x00은 short로 0x0002 값이 돼 max stack의 크기를 나타냅니다. 내부적으로 (항상 그런 것은 아니지만) 대략 2개의 Local 변수가 사용된다고 보면 됩니다.

그다음 0x3c, 0x00, 0x00, 0x00은 int 0x0000003c로 읽혀 메서드의 코드 크기가 됩니다. 즉, 12바이트 이후 0x3c(0n60) 바이트는 사용자가 작성한 코드에 해당합니다. 그리고 Header의 남은 0x05, 0x00, 0x00, 0x11은 int로 읽혀 0x11000005가 돼 LocalVarSig를 의미합니다. 이 값으로 .NET Metadata 테이블의 LocalVarSig 영역을 검색하면 해당 메서드의 로컬 변수에 해당하는 타입들의 signature를 알아낼 수 있습니다.

그리고 이후 60바이트는, 헤더에서 밝힌 대로 메서드의 코드가 되는데,

00 00 1f 32 
10 01 00 de 
2d 75 19 00 
00 01 25 2d 
04 26 16 2b 
13 26 28 37 
00 00 0a 28 
38 00 00 0a 
16 fe 01 0a 
06 16 fe 03 
fe 11 26 00 
03 28 39 00 
00 0a 00 00 
de 00 03 0b 
2b 00 07 2a 

이에 대한 해석은 IL 코드 분석을 따르면 됩니다. 간략하게 분석하면 대충 다음과 같이 나옵니다.

L_0000(000000, +0): /* 00 */ nop
L_0001(000001, +1): /* 00 */ nop
L_0002(000002, +1): /* 1f */ ldc.i4.s 0x32
L_0004(000004, +2): /* 10 */ starg.s 0x01
L_0006(000006, +2): /* 00 */ nop
L_0007(000007, +1): /* de */ leave.s 0x2d // L_0036 (offset: 45)
L_0009(000009, +2): /* 75 */ isinst 0x01000019
L_000e(000014, +5): /* 25 */ dup
L_000f(000015, +1): /* 2d */ brtrue.s 0x04 // L_0015 (offset: 4)
L_0011(000017, +2): /* 26 */ pop
L_0012(000018, +1): /* 16 */ ldc.i4.0
L_0013(000019, +1): /* 2b */ br.s 0x13 // L_0028 (offset: 19)
L_0015(000021, +2): /* 26 */ pop
L_0016(000022, +1): /* 28 */ call  //  0x0a000037
L_001b(000027, +5): /* 28 */ call  //  0x0a000038
L_0020(000032, +5): /* 16 */ ldc.i4.0
L_0021(000033, +1): /* fe 01 */ ceq
L_0023(000035, +2): /* 0a */ stloc.0
L_0024(000036, +1): /* 06 */ ldloc.0
L_0025(000037, +1): /* 16 */ ldc.i4.0
L_0026(000038, +1): /* fe 03 */ cgt.un
L_0028(000040, +2): /* fe 11 */ endfilter
L_002a(000042, +2): /* 26 */ pop
L_002b(000043, +1): /* 00 */ nop
L_002c(000044, +1): /* 03 */ ldarg.1
L_002d(000045, +1): /* 28 */ call  //  0x0a000039
L_0032(000050, +5): /* 00 */ nop
L_0033(000051, +1): /* 00 */ nop
L_0034(000052, +1): /* de */ leave.s 0x00 // L_0036 (offset: 0)
L_0036(000054, +2): /* 03 */ ldarg.1
L_0037(000055, +1): /* 0b */ stloc.1
L_0038(000056, +1): /* 2b */ br.s 0x00 // L_003a (offset: 0)
L_003a(000058, +2): /* 07 */ ldloc.1
L_003b(000059, +1): /* 2a */ ret

자, 이제 60바이트 이후의 남은 영역에 대한 조사인데요,

01 10 00 00 
01 00 01 00 
08 2a 00 0c 
09 00 00 00 

첫 4바이트는 Exception Header를 나타내는데,

01 10 00 00

0x01 == Small Format을 의미하고, 그다음 24비트, 즉 3바이트인 0x10, 0x00, 0x00은 3바이트 값으로 0x000010으로 (헤더에 해당하는) -4를 하면 이후의 sector 크기가 나옵니다. 따라서 0x10(0n16) - 4 = 12바이트니까 아래의 내용만큼 읽어낼 수 있습니다.

01 00 01 00 
08 2a 00 0c 
09 00 00 00 

저 12바이트는 Small Clause 1개의 크기에 해당하므로,

typedef struct IMAGE_COR_ILMETHOD_SECT_EH_CLAUSE_SMALL
{
#ifdef _WIN64
    unsigned            Flags         : 16;
#else // !_WIN64
    CorExceptionFlag    Flags         : 16;
#endif
    unsigned            TryOffset     : 16;
    unsigned            TryLength     : 8;  // relative to start of try block
    unsigned            HandlerOffset : 16;
    unsigned            HandlerLength : 8;  // relative to start of handler
    union {
        DWORD       ClassToken;
        DWORD       FilterOffset;
    };
} IMAGE_COR_ILMETHOD_SECT_EH_CLAUSE_SMALL;

일단은, 1개의 catch 문이 있는 것을 의미합니다. 그리고 이것을 분석해 보면 다음과 같습니다.

01 00 (Flags)
01 00 (TryOffset)
08 (Try Length)
2a 00 (HandlerOffset)
0c (HandlerLength)
09 00 00 00 (ClassTokenOrFilterOffset)

Flags는 CorExceptionFlag에 해당하는데,

typedef enum CorExceptionFlag                       // definitions for the Flags field below (for both big and small)
{
    COR_ILEXCEPTION_CLAUSE_NONE,                    // This is a typed handler
    COR_ILEXCEPTION_CLAUSE_OFFSETLEN = 0x0000,      // Deprecated
    COR_ILEXCEPTION_CLAUSE_DEPRECATED = 0x0000,     // Deprecated
    COR_ILEXCEPTION_CLAUSE_FILTER  = 0x0001,        // If this bit is on, then this EH entry is for a filter
    COR_ILEXCEPTION_CLAUSE_FINALLY = 0x0002,        // This clause is a finally clause
    COR_ILEXCEPTION_CLAUSE_FAULT = 0x0004,          // Fault clause (finally that is called on exception only)
    COR_ILEXCEPTION_CLAUSE_DUPLICATED = 0x0008,     // duplicated clause. This clause was duplicated to a funclet which was pulled out of line
} CorExceptionFlag;

따라서 위의 경우 COR_ILEXCEPTION_CLAUSE_FILTER 절임을 의미합니다. 즉, C# 코드로는 when exception filter가 사용된 catch인 것입니다.

COR_ILEXCEPTION_CLAUSE_FILTER 절이기 때문에 "09 00 00 00" 4바이트는 (ClassToken 토큰이 아니라) when 필터링 코드에 해당하는 IL 코드 위치로 0x00000009 값의 위치를 가리키는데요,

L_0000(000000, +0): /* 00 */ nop
...[생략]...
L_0007(000007, +1): /* de */ leave.s 0x2d // L_0036 (offset: 45)
L_0009(000009, +2): /* 75 */ isinst 0x01000019
L_000e(000014, +5): /* 25 */ dup
L_000f(000015, +1): /* 2d */ brtrue.s 0x04 // L_0015 (offset: 4)
L_0011(000017, +2): /* 26 */ pop
...[생략]...
L_0025(000037, +1): /* 16 */ ldc.i4.0
L_0026(000038, +1): /* fe 03 */ cgt.un
L_0028(000040, +2): /* fe 11 */ endfilter
L_002a(000042, +2): /* 26 */ pop
L_002b(000043, +1): /* 00 */ nop
L_002c(000044, +1): /* 03 */ ldarg.1
L_002d(000045, +1): /* 28 */ call  //  0x0a000039
L_0032(000050, +5): /* 00 */ nop
L_0033(000051, +1): /* 00 */ nop
L_0034(000052, +1): /* de */ leave.s 0x00 // L_0036 (offset: 0)
L_0036(000054, +2): /* 03 */ ldarg.1
L_0037(000055, +1): /* 0b */ stloc.1
L_0038(000056, +1): /* 2b */ br.s 0x00 // L_003a (offset: 0)
L_003a(000058, +2): /* 07 */ ldloc.1
L_003b(000059, +1): /* 2a */ ret

따라서 C# 코드의 "catch (Exception) when (!RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Windows))"에 해당하는 코드로, 그 부분을 해석하면 다음과 같이 번역할 수 있습니다.

if ([ex] is Exception)
{
    if (!RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Windows))
    {
        Console.WriteLine(n);
    }
}

그러니까, when exception filter는 단순히 코드로 확장된 유형에 지나지 않는 것입니다.




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[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 5/22/2024]

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