异常CLRDBG_NOTIFICATION_EXCEPTION_CODE( 0x04242420)的抛出过程
新建一个c#控制工程,就用自动生成的代码,不用补任何代码,如下:
usingSystem;usingSystem.Collections.Generic;usingSystem.Linq;usingSystem.Text;namespaceConsoleApplication1
{classProgram
{static void Main(string[] args)
{
}
}
}
在执行一行代码之前CLR做的68件事
因为CLR是一个托管环境,所以运行时中有几个组件需要在执行任何代码之前初始化。本文将介绍EE(执行引擎)启动程序,并详细检查初始化过程。68只是一个粗略的指南,它取决于您使用的运行时版本、启用了哪些功能以及其他一些东西。
样例代码
假设你有一个最简单的C#程序,在CLR将“Hello World”输出到控制台之前会发生什么?
usingSystem;namespaceConsoleApplication
{public classProgram
{public static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("Hello World!");
}
}
}
Windows WoW64浅析
WOW64(Windows-On-Windows 64bit)是X64 Windows操作系统的一个子系统,为32位应用程序提供运行环境。类似的还有WOW32子系统,负责在32位Windows系统上运行16位应用程序。
WoW64存在的原因还要从CPU的发展上开始说,X86指令集是一个指令集架构家族,最初在Intel 8086处理器中引入,开始它主要用于16位系统。从Intel 386处理器发布开始升级为32位,并且32位指令集一直保持了很久。了解32位系统的都知道32位CPU将内存空间限制到了4G(单一用户模式进程至少是这样)。随着RAM的越来越大,4G限制就成了瓶颈,系统无法使用更大的内存空间。于是2001年Intel发布了64位的IA64架构,它是一个全新的架构,架构设计非常清晰,比老的X86架构要更好。对于软件来说兼容性很重要,但是IA64处理器无法运行X86代码,这样问题就很严重了,已有的软件无法在新的CPU上运行。于是在2003年AMD发布了AMD64架构,它是对X86架构的增量更新,用于添加64位支持。这种架构的X64处理器可以执行X86代码,所以用户可以在X64处理器上运行现有的程序和操作系统。直到今天,X86和X64依旧是个人计算机和笔记本电脑使用CPU的主流。
如下为X64和X86指令,与X86指令相对应,X64指令需要增加额外的前缀字节(REX Prefix)表示使用64位寄存器。由于指针等数据大小翻倍,所以结构体中指针偏移大小也可能会增加。
1 |
// X86指令 |
一些指令在X86和X64上编码一致,比如短跳转。区分两种指令比较通用的方法是看指令是否携带了REX前缀字节(REX前缀字节用于表示使用64位寄存器或使用64位操作数)。REX前缀字节会覆盖一部分现存X86指令,因此在执行一块代码时需要告知X64处理器按照X86还是X64来解析指令。到底是怎么告知CPU要将代码按照X86解析还是按照X64解析呢?下面看Intel的白皮书给出的关于IA-32e
如何区分兼容模式和64位模式。

异常EXCEPTION_HIJACK(0xe0434f4e)
简介
EXCEPTION_HIJACK,值为0xe0434f4e。意思是CLR线程劫持异常。异常劫持是CLR在挂起线程进行垃圾收集的过程中抛出的。它的抛出是为了帮助停止后恢复执行。它定义在..\clr\src\inc\corexcep.h头文件里,如下:
#define EXCEPTION_HIJACK 0xe0434f4e // 0xe0000000 | 'COM'+1
详细说明
在现实开发中,经常会出现多个线程同时访问托管堆的情况,或至少会有多个线程同时操作堆中的对象。一个线程引发垃圾回收时,其它线程绝对不能访问任何线程,因为垃圾回收器可能移动这些对象,更改它们的内存位置。CLR想要进行垃圾回收时,会立即挂起执行托管代码中的所有线程,正在执行非托管代码的线程不会挂起。然后,CLR检查每个线程的指令指针,判断线程指向到哪里。接着,指令指针与JIT生成的表进行比较,判断线程正在执行什么代码。
如果线程的指令指针恰好在一个表中标记好的偏移位置,就说明该线程抵达了一个安全点。线程可在安全点安全地挂起,直至垃圾回收结束。如果线程指令指针不在表中标记的偏移位置,则表明该线程不在安全点,CLR也就不会开始垃圾回收。在这种情况下,CLR就会劫持该线程。也就是说,CLR会修改该线程栈,使该线程指向一个CLR内部的一个特殊函数。然后,线程恢复执行。当前的方法执行完后,他就会执行这个特殊函数,这个特殊函数会将该线程安全地挂起。然而,线程有时长时间执行当前所在方法。所以,当线程恢复执行后,大约有250毫秒的时间尝试劫持线程。过了这个时间,CLR会再次挂起线程,并检查该线程的指令指针。如果线程已抵达一个安全点,垃圾回收就可以开始了。但是,如果线程还没有抵达一个安全点,CLR就检查是否调用了另一个方法。如果是,CLR再一次修改线程栈,以便从最近执行的一个方法返回之后劫持线程。然后,CLR恢复线程,进行下一次劫持尝试。所有线程都抵达安全点或被劫持之后,垃圾回收才能使用。垃圾回收完之后,所有线程都会恢复,应用程序继续运行,被劫持的线程返回最初调用它们的方法。
异常结构填充
ExceptionAddress: 762819b2 (KERNELBASE!RaiseException+0x00000062)
ExceptionCode: e0434f4e//异常代码
ExceptionFlags: 00000000
NumberParameters: 0//没有附加参数信息
EXCEPTION_HIJACK(0xe0434f4e)异常的抛出过程
样例工程
在VS2013里新建一个C#控制台工程,写下如下代码:
usingSystem;usingSystem.Collections.Generic;usingSystem.Linq;usingSystem.Text;usingSystem.Threading;namespaceConsoleApplication1
{classProgram
{static void Main(string[] args)
{
Thread t1= new Thread(newThreadStart(TestMethod));
t1.Start();
t1.Join();
}public static voidTestMethod()
{while (true)
{
StringBuilder sb= new StringBuilder(1024*1024);
Thread.Sleep(0);
}
}
}
}