dnSpy内存编辑插件开发：实现自定义内存修改工具-优快云博客

dnSpy内存编辑插件开发：实现自定义内存修改工具

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引言：内存编辑的痛点与解决方案

你是否在调试.NET应用时遇到过需要临时修改内存数据的场景？传统调试工具往往操作繁琐，且难以实时修改运行时数据。dnSpy作为一款强大的.NET反编译与调试工具，其插件系统为开发者提供了扩展内存编辑功能的可能性。本文将详细介绍如何开发一款dnSpy内存编辑插件，实现自定义内存修改工具，解决调试过程中内存数据实时调整的痛点。

读完本文后，你将能够：

理解dnSpy插件系统的基本架构与扩展点
掌握内存编辑插件的核心实现原理
开发支持基本数据类型修改的内存编辑工具
实现断点触发式内存自动修改功能
了解高级内存编辑功能的实现思路

dnSpy插件系统架构

插件系统核心组件

dnSpy采用基于MEF（Managed Extensibility Framework）的插件架构，允许开发者通过导出特定接口实现扩展功能。内存编辑插件主要涉及以下核心组件：

mermaid

插件入口点实现

每个dnSpy插件都需要实现IExtension接口作为入口点。以下是一个基本的插件入口实现：

[ExportExtension]
sealed class TheExtension : IExtension {
    public IEnumerable<string> MergedResourceDictionaries {
        get {
            yield return "Themes/wpf.styles.templates.xaml";
            yield return "Hex/Nodes/wpf.styles.templates.xaml";
        }
    }

    public ExtensionInfo ExtensionInfo {
        get {
            return new ExtensionInfo {
                ShortDescription = "自定义内存编辑插件",
            };
        }
    }

    public void OnEvent(ExtensionEvent @event, object? obj) {
        // 处理插件事件
    }
}

内存编辑核心功能实现

内存修改命令基类

dnSpy的内存编辑功能通常通过命令模式实现，所有编辑命令都继承自EditCodeCommandBase抽象类：

abstract class EditCodeCommandBase : IUndoCommand {
    protected EditCodeCommandBase(
        Lazy<IAddUpdatedNodesHelperProvider> addUpdatedNodesHelperProvider, 
        ModuleDocumentNode modNode, 
        ModuleImporter importer) 
    { 
        addUpdatedNodesHelper = addUpdatedNodesHelperProvider.Value.Create(modNode, importer);
    }

    public abstract string Description { get; }
    public void Execute() => addUpdatedNodesHelper.Execute();
    public void Undo() => addUpdatedNodesHelper.Undo();
    public IEnumerable<object> ModifiedObjects => addUpdatedNodesHelper.ModifiedObjects;
    
    private readonly AddUpdatedNodesHelper addUpdatedNodesHelper;
}

方法体内存编辑命令

以下是一个修改方法体内存的命令实现，它继承自EditCodeCommandBase：

sealed class EditMethodBodyCodeCommand : EditCodeCommandBase {
    static bool CanExecute(EditCodeVMCreator editCodeVMCreator, DocumentTreeNodeData[] nodes) =>
        editCodeVMCreator.CanCreate(CompilationKind.EditMethod) && 
        nodes.Length == 1 && nodes[0] is MethodNode;

    internal static void Execute(EditCodeVMCreator editCodeVMCreator, 
                               Lazy<IAddUpdatedNodesHelperProvider> addUpdatedNodesHelperProvider,
                               Lazy<IUndoCommandService> undoCommandService, 
                               IAppService appService, 
                               DocumentTreeNodeData[] nodes, 
                               IList<MethodSourceStatement>? statements = null) {
        if (!CanExecute(editCodeVMCreator, nodes))
            return;

        var methodNode = (MethodNode)nodes[0];
        var modNode = methodNode.GetModuleNode();
        if (modNode is null)
            throw new InvalidOperationException();

        using (var vm = editCodeVMCreator.CreateEditMethodCode(methodNode.MethodDef, 
                                                              statements ?? Array.Empty<MethodSourceStatement>())) {
            var win = new EditCodeDlg();
            win.DataContext = vm;
            win.Owner = appService.MainWindow;
            win.Title = $"编辑方法 - {methodNode.ToString()}";

            if (win.ShowDialog() != true)
                return;

            undoCommandService.Value.Add(new EditMethodBodyCodeCommand(
                addUpdatedNodesHelperProvider, modNode, vm.Result));
        }
    }

    public EditMethodBodyCodeCommand(Lazy<IAddUpdatedNodesHelperProvider> addUpdatedNodesHelperProvider,
                                    ModuleDocumentNode modNode, ModuleImporter importer)
        : base(addUpdatedNodesHelperProvider, modNode, importer) { }

    public override string Description => "编辑方法体内存";
}

内存编辑对话框集成

要实现完整的内存编辑功能，需要创建编辑对话框。以下是对话框的XAML实现：

<Window x:Class="dnSpy.AsmEditor.Compiler.EditCodeDlg"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:local="clr-namespace:dnSpy.AsmEditor.Compiler"
        Title="内存编辑" Height="450" Width="800">
    <Grid Margin="10">
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition Height="*"/>
            <RowDefinition Height="Auto"/>
            <RowDefinition Height="Auto"/>
        </Grid.RowDefinitions>
        
        <TextBox Grid.Row="0" AcceptsReturn="True" Text="{Binding Code}"/>
        <StackPanel Grid.Row="1" Orientation="Horizontal" Margin="0,10,0,0">
            <Button Content="编译" Command="{Binding CompileCommand}" Margin="0,0,5,0"/>
            <Button Content="应用" Command="{Binding ApplyCommand}"/>
        </StackPanel>
        <TextBlock Grid.Row="2" Text="{Binding Status}" Margin="0,10,0,0"/>
    </Grid>
</Window>

自定义内存修改工具开发

插件命令注册

要使插件命令在dnSpy界面中可用，需要注册命令并添加到上下文菜单：

[ExportAutoLoaded]
sealed class CommandLoader : IAutoLoaded {
    static readonly RoutedCommand EditMemoryCommand = new RoutedCommand(
        "EditMemoryCommand", typeof(CommandLoader));

    [ImportingConstructor]
    CommandLoader(IWpfCommandService wpfCommandService, EditMemoryCommand editMemoryCmd) {
        var cmds = wpfCommandService.GetCommands(ControlConstants.GUID_DOCUMENTVIEWER_UICONTEXT);
        ICommand editMemoryCmd2 = editMemoryCmd;
        cmds.Add(EditMemoryCommand,
            (s, e) => editMemoryCmd2.Execute(null),
            (s, e) => e.CanExecute = editMemoryCmd2.CanExecute(null),
            ModifierKeys.Control | ModifierKeys.Shift, Key.M);
    }
}

添加上下文菜单项

通过MEF导出上下文菜单项，将内存编辑功能集成到dnSpy的右键菜单：

[ExportMenuItem(Group = MenuConstants.GROUP_CTX_DOCUMENTS_ASMED_ILED, Order = 20)]
sealed class MemoryEditDocumentsCommand : DocumentsContextMenuHandler {
    readonly Lazy<IUndoCommandService> undoCommandService;
    readonly Lazy<IAddUpdatedNodesHelperProvider> addUpdatedNodesHelperProvider;
    readonly IAppService appService;
    readonly EditCodeVMCreator editCodeVMCreator;

    [ImportingConstructor]
    MemoryEditDocumentsCommand(Lazy<IUndoCommandService> undoCommandService, 
                              Lazy<IAddUpdatedNodesHelperProvider> addUpdatedNodesHelperProvider,
                              IAppService appService, 
                              EditCodeVMCreator editCodeVMCreator) {
        this.undoCommandService = undoCommandService;
        this.addUpdatedNodesHelperProvider = addUpdatedNodesHelperProvider;
        this.appService = appService;
        this.editCodeVMCreator = editCodeVMCreator;
    }

    public override ImageReference? GetIcon(AsmEditorContext context) => 
        editCodeVMCreator.GetIcon(CompilationKind.EditMemory);
        
    public override string? GetHeader(AsmEditorContext context) => "自定义内存编辑";
    
    public override bool IsVisible(AsmEditorContext context) => 
        EditMemoryCodeCommand.CanExecute(editCodeVMCreator, context.Nodes);
        
    public override void Execute(AsmEditorContext context) => 
        EditMemoryCodeCommand.Execute(editCodeVMCreator, addUpdatedNodesHelperProvider, 
                                     undoCommandService, appService, context.Nodes);
}

高级功能：断点触发内存修改

内存断点服务实现

实现断点触发式内存修改，当程序执行到指定断点时自动修改内存数据：

public class MemoryBreakpointService {
    private readonly IDebuggerService debuggerService;
    
    public MemoryBreakpointService(IDebuggerService debuggerService) {
        this.debuggerService = debuggerService;
        debuggerService.BreakpointHit += OnBreakpointHit;
    }
    
    private void OnBreakpointHit(object sender, BreakpointHitEventArgs e) {
        var memoryModifications = GetMemoryModificationsForBreakpoint(e.Breakpoint);
        foreach (var modification in memoryModifications) {
            ApplyMemoryModification(e.Process, modification);
        }
    }
    
    private void ApplyMemoryModification(DbgProcess process, MemoryModification modification) {
        var memoryAddress = modification.Address;
        var newValue = modification.Value;
        
        // 实现内存写入逻辑
        using (var memoryStream = process.GetMemoryStream(memoryAddress, newValue.Length)) {
            memoryStream.Write(newValue, 0, newValue.Length);
        }
    }
}

断点内存修改数据结构

定义断点与内存修改的映射关系：

public class MemoryModification {
    public ulong Address { get; set; }
    public byte[] Value { get; set; }
    public MemoryModificationType ModificationType { get; set; }
}

public enum MemoryModificationType {
    Write,       // 直接写入值
    Add,         // 加法运算
    Subtract,    // 减法运算
    Xor,         // 异或运算
    And,         // 与运算
    Or           // 或运算
}

插件开发与部署流程

开发环境配置

克隆dnSpy源代码仓库：

git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/dns/dnSpy

创建插件项目，添加以下引用：
- dnSpy.Contracts
- dnSpy.Documents
- dnSpy.TreeView
- dnSpy.AsmEditor

配置项目输出路径，将插件DLL输出到dnSpy的plugins目录：

<OutputPath>$(SolutionDir)dnSpy\bin\Debug\plugins\MemoryEditor</OutputPath>

插件打包与部署

创建插件目录结构：

MemoryEditor/
├── MemoryEditor.dll
├── Themes/
│   └── styles.xaml
└── plugin.json

编写plugin.json元数据文件：

{
  "Name": "MemoryEditor",
  "Author": "Your Name",
  "Version": "1.0",
  "Description": "自定义内存编辑插件",
  "Dependencies": []
}

将整个目录复制到dnSpy的plugins目录，重启dnSpy即可加载插件。

常见问题与解决方案

内存修改后程序崩溃

问题：修改内存后程序崩溃或行为异常。

解决方案：

检查数据类型大小是否匹配，避免缓冲区溢出
确保修改不会破坏对象布局或虚函数表
使用try-catch捕获内存写入异常：

try {
    using (var memoryStream = process.GetMemoryStream(memoryAddress, newValue.Length)) {
        memoryStream.Write(newValue, 0, newValue.Length);
    }
} catch (MemoryAccessException ex) {
    MsgBox.Instance.Show($"内存写入失败: {ex.Message}");
}

断点触发修改不生效

问题：设置了断点内存修改，但程序执行到断点时未应用修改。

解决方案：

确认断点地址与内存修改地址正确映射
检查断点条件是否正确设置
实现断点命中事件的日志记录：

private void OnBreakpointHit(object sender, BreakpointHitEventArgs e) {
    Logger.Log($"断点命中: 地址=0x{e.Breakpoint.Address:X}");
    var memoryModifications = GetMemoryModificationsForBreakpoint(e.Breakpoint);
    Logger.Log($"找到 {memoryModifications.Count} 个内存修改操作");
    
    // ... 应用修改代码 ...
}

总结与扩展方向

本文介绍了dnSpy内存编辑插件的开发方法，包括核心命令实现、UI集成和高级断点触发修改功能。通过这些技术，你可以构建强大的自定义内存修改工具，提升.NET应用调试效率。

扩展方向

内存扫描功能：实现类似于Cheat Engine的内存扫描与搜索
数据结构可视化：开发自定义数据结构查看器，直观展示复杂对象
内存补丁管理：添加补丁保存与加载功能，支持多个补丁方案
自动化脚本：集成Lua或Python脚本引擎，实现复杂内存修改逻辑

学习资源

dnSpy官方文档：深入了解插件系统架构
dnlib库文档：掌握.NET元数据操作
dnSpy源代码中的Examples目录：参考官方示例插件

【免费下载链接】dnSpy 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/dns/dnSpy

创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考