닷넷 Generic 타입의 메타 데이터 토큰 값 알아내는 방법
IL 코드로 프로그램을 하는 경우, 한 가지 문제가 있다면 Generic 타입으로 정의된 변수의 box 연산입니다. 이렇게 말하면 잘 이해가 안되므로 코드로 한번 살펴보겠습니다. ^^
public static object[] Arg2GenericMethod<T, V>(T arg1, V arg2)
{
object[] objArray = new object[2];
/*
objArray[0] = arg1;
objArray[1] = arg2;
*/
return objArray;
}
위와 같이 메서드가 정의되어 있을 때 주석으로 표시된 영역의 코드를 IL로 직접 만든다면 어떻게 해야 할까요?
아시는 것처럼, object 변수에 "값 타입(Value Type)"의 인스턴스를 넣는 경우 box 연산을 수행해야 하지만, "참조 타입(Reference Type)"의 인스턴스인 경우에는 box 연산이 필요 없습니다. 따라서 위의 메서드에서 T, V 제네릭 타입의 실제 구현체가 값 형식인지, 참조 형식인지 알아야만 box 연산이 필요한지 여부를 결정할 수 있는데 IL 코드 수준에서는 아직 JIT 컴파일되기 전이므로 그것을 알 수 없습니다.
마이크로소프트는, 이런 경우 무조건 box 연산자를 넣도록 정하고 있는데 실제로 위의 메서드를 주석 제거하고 컴파일 해보면 다음과 같이 IL 코드가 작성된 것을 볼 수 있습니다.
.method public hidebysig static object[] Arg2GenericMethod<T,V>(!!T arg1, !!V arg2) cil managed
// SIG: 10 02 02 1D 1C 1E 00 1E 01
{
// Method begins at RVA 0x207c
// Code size 32 (0x20)
.maxstack 3
.locals init ([0] object[] objArray,
[1] object[] CS$1$0000)
IL_0000: /* 00 | */ nop
IL_0001: /* 18 | */ ldc.i4.2
IL_0002: /* 8D | (01)000001 */ newarr [mscorlib]System.Object
IL_0007: /* 0A | */ stloc.0
IL_0008: /* 06 | */ ldloc.0
IL_0009: /* 16 | */ ldc.i4.0
IL_000a: /* 02 | */ ldarg.0
IL_000b: /* 8C | (1B)000001 */ box !!T
IL_0010: /* A2 | */ stelem.ref
IL_0011: /* 06 | */ ldloc.0
IL_0012: /* 17 | */ ldc.i4.1
IL_0013: /* 03 | */ ldarg.1
IL_0014: /* 8C | (1B)000002 */ box !!V
IL_0019: /* A2 | */ stelem.ref
IL_001a: /* 06 | */ ldloc.0
IL_001b: /* 0B | */ stloc.1
IL_001c: /* 2B | 00 */ br.s IL_001e
IL_001e: /* 07 | */ ldloc.1
IL_001f: /* 2A | */ ret
} // end of method Program::Arg2GenericMethod
IL 코드로 번역된,
box !!T
연산의 경우, 바이너리 코드로 보면 "8C 1B 00 00 01"에 해당합니다. 여기서 8C는 box IL 코드에 대한 값이고, 이후 0x1B000001, 0x1B000002는 해당 메서드의 Generic 변수 타입으로 지정된 T, V를 의미하는 메타데이터 토큰 값입니다. 이 중에서 "0x1b......"는 CorTokenType에 정의된 상위 토큰 구분자로써 다음과 같이 미리 정의된 값입니다.
//
// Token tags.
//
typedef enum CorTokenType
{
mdtModule = 0x00000000, //
mdtTypeRef = 0x01000000, //
mdtTypeDef = 0x02000000, //
mdtFieldDef = 0x04000000, //
mdtMethodDef = 0x06000000, //
mdtParamDef = 0x08000000, //
mdtInterfaceImpl = 0x09000000, //
mdtMemberRef = 0x0a000000, //
mdtCustomAttribute = 0x0c000000, //
mdtPermission = 0x0e000000, //
mdtSignature = 0x11000000, //
mdtEvent = 0x14000000, //
mdtProperty = 0x17000000, //
mdtModuleRef = 0x1a000000, //
mdtTypeSpec = 0x1b000000, //
mdtAssembly = 0x20000000, //
mdtAssemblyRef = 0x23000000, //
mdtFile = 0x26000000, //
mdtExportedType = 0x27000000, //
mdtManifestResource = 0x28000000, //
mdtGenericParam = 0x2a000000, //
mdtMethodSpec = 0x2b000000, //
mdtGenericParamConstraint = 0x2c000000,
mdtString = 0x70000000, //
mdtName = 0x71000000, //
mdtBaseType = 0x72000000, // Leave this on the high end value. This does not correspond to metadata table
} CorTokenType;
문제는, 해당 메서드의 signature로부터 메타데이터 토큰을 구할 수 있는 방법이 없다는 점입니다. 위의 코드에서 보면 SIG 값이 "10 02 02 1D 1C 1E 00 1E 01"로 되어 있는데, 이를 분석해 보면 다음과 같습니다.
10: IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_GENERIC == 0x10임, 따라서 값 10과 IMAGE_CEE_CS_CALLCONV_GENERIC을 비트 AND 연산해서 true이므로 Generic 메서드
02: Generic 메서드인 경우 Generic 타입의 수
02: Generic 메서드인 경우 인자의 수
1D: 반환값의 타입 (0x1D == ELEMENT_TYPE_SZARRAY), 따라서 배열
1C: 앞의 sig 값의 의미가 배열이었으므로 이번엔 배열 요소의 타입 (0x1C == ELEMENT_TYPE_OBJECT), 따라서 배열 요소의 타입은 object
1E: 첫 번째 인자의 타입 (0x1E == ELEMENT_TYPE_MVAR), 따라서 타입은 제네릭
00: 앞의 sig 값의 의미가 제네릭이었으므로 이번엔 Generic 변수의 인덱스
1E: 두 번째 인자의 타입 (0x1E == ELEMENT_TYPE_MVAR), 따라서 타입은 제네릭
01: 앞의 sig 값의 의미가 제네릭이었으므로 이번엔 Generic 변수의 인덱스
그 외의 ELEMENT_TYPE_... 값은 CorElementType에 정의되어 있으므로 이를 참조하시면 됩니다.
typedef enum CorElementType
{
ELEMENT_TYPE_END = 0x00,
ELEMENT_TYPE_VOID = 0x01,
ELEMENT_TYPE_BOOLEAN = 0x02,
ELEMENT_TYPE_CHAR = 0x03,
ELEMENT_TYPE_I1 = 0x04,
ELEMENT_TYPE_U1 = 0x05,
ELEMENT_TYPE_I2 = 0x06,
ELEMENT_TYPE_U2 = 0x07,
ELEMENT_TYPE_I4 = 0x08,
ELEMENT_TYPE_U4 = 0x09,
ELEMENT_TYPE_I8 = 0x0a,
ELEMENT_TYPE_U8 = 0x0b,
ELEMENT_TYPE_R4 = 0x0c,
ELEMENT_TYPE_R8 = 0x0d,
ELEMENT_TYPE_STRING = 0x0e,
// every type above PTR will be simple type
ELEMENT_TYPE_PTR = 0x0f, // PTR <type>
ELEMENT_TYPE_BYREF = 0x10, // BYREF <type>
// Please use ELEMENT_TYPE_VALUETYPE. ELEMENT_TYPE_VALUECLASS is deprecated.
ELEMENT_TYPE_VALUETYPE = 0x11, // VALUETYPE <class Token>
ELEMENT_TYPE_CLASS = 0x12, // CLASS <class Token>
ELEMENT_TYPE_VAR = 0x13, // a class type variable VAR <number>
ELEMENT_TYPE_ARRAY = 0x14, // MDARRAY <type> <rank> <bcount> <bound1> ... <lbcount> <lb1> ...
ELEMENT_TYPE_GENERICINST = 0x15, // GENERICINST <generic type> <argCnt> <arg1> ... <argn>
ELEMENT_TYPE_TYPEDBYREF = 0x16, // TYPEDREF (it takes no args) a typed referece to some other type
ELEMENT_TYPE_I = 0x18, // native integer size
ELEMENT_TYPE_U = 0x19, // native unsigned integer size
ELEMENT_TYPE_FNPTR = 0x1b, // FNPTR <complete sig for the function including calling convention>
ELEMENT_TYPE_OBJECT = 0x1c, // Shortcut for System.Object
ELEMENT_TYPE_SZARRAY = 0x1d, // Shortcut for single dimension zero lower bound array
// SZARRAY <type>
ELEMENT_TYPE_MVAR = 0x1e, // a method type variable MVAR <number>
// This is only for binding
ELEMENT_TYPE_CMOD_REQD = 0x1f, // required C modifier : E_T_CMOD_REQD <mdTypeRef/mdTypeDef>
ELEMENT_TYPE_CMOD_OPT = 0x20, // optional C modifier : E_T_CMOD_OPT <mdTypeRef/mdTypeDef>
// This is for signatures generated internally (which will not be persisted in any way).
ELEMENT_TYPE_INTERNAL = 0x21, // INTERNAL <typehandle>
// Note that this is the max of base type excluding modifiers
ELEMENT_TYPE_MAX = 0x22, // first invalid element type
ELEMENT_TYPE_MODIFIER = 0x40,
ELEMENT_TYPE_SENTINEL = 0x01 | ELEMENT_TYPE_MODIFIER, // sentinel for varargs
ELEMENT_TYPE_PINNED = 0x05 | ELEMENT_TYPE_MODIFIER,
ELEMENT_TYPE_R4_HFA = 0x06 | ELEMENT_TYPE_MODIFIER, // used only internally for R4 HFA types
ELEMENT_TYPE_R8_HFA = 0x07 | ELEMENT_TYPE_MODIFIER, // used only internally for R8 HFA types
} CorElementType;
어쨌든 여기서 중요한 것은! Generic 타입에 대해 얻을 수 있는 정보가 sginature에 명시된 "1e 00", "1e 01"이 전부인데, 도대체 이 정보로부터 어떻게 0x1B000001, 0x1B000002,... 값을 얻어낼 수 있느냐 하는 점입니다.
어떻게 보면, "1E 00", "1E 01"로 되어 있기 때문에 00, 01에 대해 0x1B000001을 각각 더하는 식으로 구할 수 있을 거라고 생각할 수도 있는데 이것은 완전히 틀린 가정입니다. 테스트를 해보면 메서드의 Signature가 "// SIG: 30 01 01 01
1E 00"와 같이 나올 수 있지만 내부 IL 코드에서 사용하고 있는 토큰 값은 0x1B000001가 아닌 0x1b000025와 같은 값이 나오는 경우가 있기 때문입니다. 즉, 1e 다음에 오는 숫자는 0x1b... 토큰의 값과는 완전히 무관합니다.
특이하게도, 이런 generic 타입은 "1e"를 시작으로 그다음 숫자까지를 포함해서 모두 TypeSpec 메타 데이터 테이블에 포함되어 있기 때문에 우선 모든 TypeSpec을 열람한 다음,
HCORENUM hCorEnum = 0;
DWORD cEnumResult = 0;
mdTypeSpec typeSpecs[1024];
while (true)
{
HRESULT hr = pMetaDataImport->EnumTypeSpecs(&hCorEnum, typeSpecs, 1024, &cEnumResult);
if (hr != S_OK || cEnumResult == 0)
{
break;
}
for (size_t i = 0; i < cEnumResult; i++)
{
// ... 개개 Type Spec 별로 signature를 알아냄.
}
}
pMetaDataImport->CloseEnum(hCorEnum);
구해낸 Type Spec 하나마다 그것의 signature 값을 구해서 "1e 00", "1e 01" 등의 signature와 직접 비교해야 합니다.
// ...[생략]...
mdTypeSpec foundTypeSpec = 0;
while (true)
{
// ...[생략]...
for (size_t i = 0; i < cEnumResult; i++)
{
DWORD cbSig = 0;
PCCOR_SIGNATURE pvSig;
hr = pMetaDataImport->GetTypeSpecFromToken(typeSpecs[i], &pvSig, &cbSig);
if (hr != S_OK)
{
break;
}
BYTE sigs[2] = { 0x1e, 0x00 };
if (memcmp(pvSig, sigs, cbSig) == 0)
{
foundTypeSpec = typeSpecs[i];
break;
}
}
if (foundTypeSpec != 0)
{
break;
}
}
pMetaDataImport->CloseEnum(hCorEnum);
이 분야로는 자료가 많지 않아서, 이것이 제가 찾아낸 최선의 방법인데 혹시 더 나은 방법을 알고 계신 분은 덧글 부탁드립니다. ^^
(2024-03-11:
IMetaDataEmit::GetTokenFromTypeSpec을 이용하면 위와 같이 enum + GetTypeSpecFromToken 없이 곧바로 구할 수 있습니다.)
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