MinHook 如何对 .NET 母体 CoreCLR 进行拦截

一：背景

1. 讲故事

这篇文章起源于和一家 .NET公司 开线上会议时，提出的一个场景问题，程序出现了非托管内存暴涨，这些非托管内存关联的对象都囤积在 终结器队列 中，很显然这是代码中没用 using 及时释放引发的，而这块代码又是第三方组件，你想加也加不了，所以提出了一个设想：能不能设法干预 终结器队列的 freachable 节段，让里面的对象提前释放，而不是等待不稳定的终结器线程来兜底。。。

这个问题我最近也在考虑，毕竟我写过如何用 harmony 拦截 .net sdk ,用 minhook 拦截 win32api，唯独这一块没有跟大家聊，虽然 eventpipe 给 coreclr 开了很多的日志口子，但怎么说呢？ eventpipe 是一种君子之法，和黑客性质的minhook无法相提并论，所以这一篇就详细的和大家聊一聊。

二：如何拦截 coreclr

1. 一个小案例

为了方便演示，就以拦截 GC.Collect() 方法为例吧，参考代码如下：

    static void Main()
    {
        for (int i = 0; i < 3; i++)
        {
            Console.WriteLine($"Triggering GC #{i}...");
            GC.Collect();
            Thread.Sleep(1000);
        }
    }

熟悉GC的朋友应该知道 GC.Collect() 下游方法是coreclr!WKS::GCHeap::GarbageCollect()，我想在命中这个方法的时候执行一点我的自定义逻辑，这里有一点注意的是，钩子的回调不要回调到 C#，最好采用 SlideCar 的方式，这里使用静态链接，C代码参考如下：

#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include <MinHook.h>

// 1. 使用 extern "C" 防止名称修饰
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

    // 2. 定义原始函数类型
    typedef int(__fastcall* Real_GarbageCollect)(void* pThis, int generation, bool lowMemory, int mode);

    // 3. 导出函数声明
    __declspec(dllexport) BOOL WINAPI InstallGCHook();
    __declspec(dllexport) void WINAPI UninstallGCHook();

#ifdef __cplusplus
}
#endif

// 4. 全局变量
static Real_GarbageCollect fpOriginalGarbageCollect = NULL;
static void* pTargetFunction = NULL;

// 5. 获取 coreclr.dll 中的函数地址（关键修改点）
static void* GetGCDunctionAddress() {
    HMODULE hCoreCLR = GetModuleHandleW(L"coreclr.dll");
    if (!hCoreCLR) {
        printf("[ERROR] coreclr.dll not loaded\n");
        return NULL;
    }

    // 计算目标地址
    return (BYTE*)hCoreCLR + 0x30E670; // 替换为你的实际偏移量
}

// 6. Detour 函数（保持不变）
int __fastcall Hook_GarbageCollect(void* pThis, int generation, bool lowMemory, int mode) {
    printf("[GC Hook] this=0x%p, gen=%d, lowMem=%d, mode=%d\n",
        pThis, generation, lowMemory, mode);
    if (fpOriginalGarbageCollect) {
        MH_DisableHook(pTargetFunction);
        int result = fpOriginalGarbageCollect(pThis, generation, lowMemory, mode);
        MH_EnableHook(pTargetFunction);
        return result;
    }
    return 0;
}

// 7. 安装Hook（改为自动计算地址）
__declspec(dllexport) BOOL WINAPI InstallGCHook() {
    pTargetFunction = GetGCDunctionAddress();
    if (!pTargetFunction) return FALSE;

    if (MH_Initialize() != MH_OK) {
        printf("[ERROR] MinHook init failed\n");
        return FALSE;
    }

    MH_STATUS status = MH_CreateHook(
        pTargetFunction,
        &Hook_GarbageCollect,
        (void**)&fpOriginalGarbageCollect);

    if (status != MH_OK) {
        printf("[ERROR] CreateHook failed (status=0x%X)\n", status);
        MH_Uninitialize();
        return FALSE;
    }

    if (MH_EnableHook(pTargetFunction) != MH_OK) {
        printf("[ERROR] EnableHook failed\n");
        MH_Uninitialize();
        return FALSE;
    }

    printf("[SUCCESS] Hook installed at 0x%p\n", pTargetFunction);
    return TRUE;
}

// 8. 卸载Hook（保持不变）
__declspec(dllexport) void WINAPI UninstallGCHook() {
    if (pTargetFunction) {
        MH_DisableHook(pTargetFunction);
        MH_RemoveHook(pTargetFunction);
    }
    MH_Uninitialize();
    printf("[INFO] Hook uninstalled\n");
}

然后指定 头文件，链接文件，截图如下：

上面的 Hook_GarbageCollect 函数就是回调的地方，我用 printf 输出当前 GarbageCollect 参数信息， 接下来就是 C# 侧了，把生成好的 ConsoleApplication2.dll 丢到 C# 的 bin 目录下，参考代码如下：

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

class Program
{
    [DllImport("ConsoleApplication2.dll", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
    public static extern bool InstallGCHook();

    [DllImport("ConsoleApplication2.dll", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
    public static extern void UninstallGCHook();

    static void Main()
    {
        try
        {
            if (InstallGCHook())
            {
                Console.WriteLine("Hook installed. Press any key to exit...");

                for (int i = 0; i < 3; i++)
                {
                    Console.WriteLine($"Triggering GC #{i}...");
                    GC.Collect();
                    Thread.Sleep(1000);
                }
            }
        }
        finally
        {
            UninstallGCHook();
        }
    }
}

最后运行程序，可以清楚的看到每次 GC.Collect() 都被成功拦截，截图如下：

如果你很想知道汇编层到底发生了什么变化，可以用 windbg 观察便知，截图如下，真的太完美了，经典的 jmp 跳转。

2. 相对偏移 0x30E670 的疑问

相信有不少人阅读代码之后，会对 return (BYTE*)hCoreCLR + 0x30E670; 中的 0x30E670 感兴趣，其实这条语句表示函数coreclr!WKS::GCHeap::GarbageCollect 的入口地址，其中的 0x30E670 偏移是怎么知道的呢？ 我是用 windbg 观测的，计算如下：

0:000> lmvm coreclr
Browse full module list
start             end                 module name
00007ff8`508c0000 00007ff8`50d9d000   coreclr    (private pdb symbols)
...

0:000> x coreclr!WKS::GCHeap::GarbageCollect
00007ff8`50bce670 coreclr!WKS::GCHeap::GarbageCollect (int, bool, int)

0:000> ? 00007ff8`50bce670 - 00007ff8`508c0000
Evaluate expression: 3204720 = 00000000`0030e670

卦中的 000000000030e670 便是，相信此时又会有人提一个疑问，不同版本不同环境下的 coreclr 都可以用这个 0x30e670 吗？很显然这是不对的， 0x30e670 本质上是相对 模块 的偏移地址，同版本的coreclr是没有问题的，不同版本因为代码结构不一样，自然相对地址就不一样，所以大家需要根据生产环境的coreclr版本提前计算一下偏移值即可。

三：总结

借助 harmony,minhook 两大工具可以黑进三大代码领域 .netsdk，win32，coreclr，这在.NET高级调试体系下是一枚核武的存在，相信这篇文章也给这家 .NET公司 解决场景问题提供了一个思考点。