如 don box 在《.net本质论 第1卷：公共语言运行库》一书的第10章中介绍， clr 调试框架是一个由 clr 提供的，面向工具开发商的，支持调试功能的最小功能集。与 jvm 的 jdi (java debug interface)不同，clr 调试框架不仅仅关注于虚拟机一级的调试，同时也提供了 native 一级调试的统一接口。使得现有工具开发商能够以最小代价移植并支持 clr 调试功能。而对 clr 调试更高层次或更细粒度的支持，则是由前面提到的 profiling api 完成。
clr 调试接口主要通过 mscordbi.dll 提供的 icordebug 接口，让调试器通过进程内或进程外方式，对被调试 clr 进行监控。而 icordebug 接口可以通过 .net framework sdk 中 includecordebug.idl 或 includecordebug.h 直接使用。对 c#/delphi 也可以直接 reference/import 在 sdk 的 lib 目录下的 cordebug.tlb 类型库，获得调用包装类。下面示例将都使用 c# 作为描述语言。
在使用时，可以直接获取icordebug接口，并调用其initialize/terminate方法进行初始化和析构操作，框架代码如下：
以下为引用：
using cordblib;
namespace cordbg
{
public class debugger : idisposable
{
private icordebug _dbg;
public void run()
{
_dbg = new cordebugclass();
try
{
_dbg.initialize();
// 构造调试环境
// 处理调试事件
}
finally
{
_dbg.terminate();
}
}
...
}
[mtathread]
static void main(string[] args)
{
using(debugger dbg = new debugger())
{
dbg.run();
}
}
}
注意 clr 调试环境必须在 mta 的线程套间上下文(thread apartment context)中运行，因此必须将入口函数的 stathread 属性改成 mtathread，否则会在调试接口调用回调函数时出现异常。对应于 com 中的 coinitializeex(null, coinit_multithreaded) 调用。
在创建了 icordebug 调试接口后，需要针对托管和非托管调试事件，提供调试事件回调接口。可以将实现了调试事件接口 icordebugmanagedcallback/icordebugunmanagedcallback 的实例，使用 icordebug 接口的 setmanagedhandler/setunmanagedhandler 方法，挂接到调试系统上，在适当的时候由调试系统回调，通知调试器有调试事件发生。实现上可以通过 managedeventhandler/unmanagedeventhandler 两个单独的类，抽象出对托管和非托管调试事件的处理机制，将之挂接到调试器上，如：
以下为引用：
namespace cordbg
{
public class debugeventhandler
{
protected debugger _dbg;
public debugeventhandler(debugger dbg)
{
this._dbg = dbg;
}
}
public class managedeventhandler : debugeventhandler, icordebugmanagedcallback
{
public managedeventhandler(debugger dbg) : base(dbg)
{
}
// 实现 icordebugmanagedcallback 接口
}
public class unmanagedeventhandler : debugeventhandler, icordebugunmanagedcallback
{
public unmanagedeventhandler(debugger dbg) : base(dbg)
{
}
// 实现 icordebugunmanagedcallback 接口
}
public class debugger : idisposable
{
public void run()
{
//...
_dbg.setmanagedhandler(new managedeventhandler(this));
_dbg.setunmanagedhandler(new unmanagedeventhandler(this));
//...
}
}
}
在准备好了调试事件处理器后，就可以根据需要，创建或者附加到目标调试进程上。icordebug 提供了 createprocess 方法对 win32 api 中 createprocess 函数进行了包装。
以下为引用：
public abstract interface icordebug
{
public abstract new void createprocess (
string lpapplicationname,
string lpcommandline,
_security_attributes lpprocessattributes,
_security_attributes lpthreadattributes,
int binherithandles,
uint dwcreationflags,
intptr lpenvironment,
system.string lpcurrentdirectory,
uint lpstartupinfo,
uint lpprocessinformation,
cordebugcreateprocessflags debuggingflags,
icordebugprocess ppprocess)
}
bool createprocess(
lpctstr lpapplicationname,
lptstr lpcommandline,
lpsecurity_attributes lpprocessattributes,
lpsecurity_attributes lpthreadattributes,
bool binherithandles,
dword dwcreationflags,
lpvoid lpenvironment,
lpctstr lpcurrentdirectory,
lpstartupinfo lpstartupinfo,
lpprocess_information lpprocessinformation
);
可以看到这两个函数的参数基本上是一一对应的，只不过icordebug.createprocess函数多了一个输入debuggingflags参数指定调试标志和一个输出ppprocess参数返回创建进程的控制接口。
两个 _security_attributes 类型的安全属性，一般来说可以设置为空，使用缺省设置。
以下为引用：
_security_attributes sa = new _security_attributes();
sa.nlength = (uint)marshal.sizeof(sa);
sa.binherithandle = win32.bool.false;
sa.lpsecuritydescriptor = intptr.zero;
值得注意的是 dwcreationflags 指定了创建进程是否支持 native 模式的调试，也就是前面 setunmanagedhandler 方法调用的接口是否起作用。可以根据情况如命令行选项决定是否支持 native 调试模式，如
以下为引用：
namespace win32
{
public struct creationflag
{
public const uint debug_process = 0x00000001;
public const uint debug_only_this_process = 0x00000002;
public const uint create_suspended = 0x00000004;
public const uint detached_process = 0x00000008;
public const uint create_new_console = 0x00000010;
public const uint normal_priority_class = 0x00000020;
public const uint idle_priority_class = 0x00000040;
public const uint high_priority_class = 0x00000080;
public const uint realtime_priority_class = 0x00000100;
public const uint create_new_process_group = 0x00000200;
public const uint create_unicode_environment = 0x00000400;
public const uint create_separate_wow_vdm = 0x00000800;
public const uint create_shared_wow_vdm = 0x00001000;
public const uint create_forcedos = 0x00002000;
public const uint below_normal_priority_class = 0x00004000;
public const uint above_normal_priority_class = 0x00008000;
public const uint create_breakaway_from_job = 0x01000000;
}
}
namespace cordbg
{
public class debugger : idisposable
{
private void run()
{
//...
uint dwcreationflag = creationflag.create_new_console;
if(options.nativemode)
{
dwcreationflag |= creationflag.debug_only_this_process | creationflag.debug_process;
}
//...
}
}
}
比较麻烦的是指定启动参数的 lpstartupinfo 参数和返回进程信息的 lpprocessinformation 参数。c# 在导入 cordebug.tlb 类型库时，都没有处理这两个类型，必须自己定义之：
以下为引用：
[structlayout(layoutkind.sequential, charset=charset.auto)]
public struct startupinfo
{
public uint cb;
public string lpreserved;
public string lpdesktop;
public string lptitle;
public uint dwx;
public uint dwy;
public uint dwxsize;
public uint dwysize;
public uint dwxcountchars;
public uint dwycountchars;
public uint dwfillattribute;
public uint dwflags;
public ushort wshowwindow;
public ushort cbreserved2;
public intptr lpreserved2;
public intptr hstdinput;
public intptr hstdoutput;
public intptr hstderror;
}
[structlayout(layoutkind.sequential)]
public struct process_information
{
public intptr hprocess;
public intptr hthread;
public uint dwprocessid;
public uint dwthreadid;
}
使用的时候则需要先在堆栈中构造此结构的值类型对象，然后通过 unsafe 形式指针，或者 marshal 手工处理将之转换为地址。这里为了避免使用较为 dirty 的 unsafe 方式，通过 marshal.allochglobal 分配全局内存；然后调用 marshal.structuretoptr 将结构复制到内存中；调用 createprocess 时使用此内存的地址；调用返回后使用 marshal.ptrtostructure 从内存中获得结构的内容；最后调用 marshal.freehglobal 释放全局内存。简要代码如下：
以下为引用：
//...
startupinfo si = new startupinfo(); // 构造时所有字段已清零
si.cb = (uint)marshal.sizeof(si);
process_information pi = new process_information();
intptr ppi = marshal.allochglobal(marshal.sizeof(pi)),
psi = marshal.allochglobal(marshal.sizeof(si));
marshal.structuretoptr(si, psi, true);
marshal.structuretoptr(pi, ppi, true);
_dbg.createprocess(options.fileinfo.fullname, options.commandline,
ref sa, ref sa, bool.false, dwcreationflag, intptr.zero,
options.currentdirectory, (uint)psi.toint32(), (uint)ppi.toint32(),
cordebugcreateprocessflags.debug_no_special_options, out _proc);
pi = (process_information)marshal.ptrtostructure(ppi, typeof(process_information));
marshal.freehglobal(ppi);
marshal.freehglobal(psi);
native.closehandle(pi.hprocess);
//...
而将调试器附加到现有进程上则相对简单得多，接口方法如下：
以下为引用：
public abstract interface icordebug
{
public abstract new void debugactiveprocess(uint id, int win32attach, icordebugprocess ppprocess)
}
bool debugactiveprocess(
dword dwprocessid
);
与 win32 api 的 debugactiveprocess 相比，icordebug.debugactiveprocess 增加的 win32attach 指定是否允许 native 模式调试，ppprocess 返回目标调试进程的控制接口。
以上简要介绍了 clr 调试接口在使用时如何构造调试环境，以及对调试目标进程的创建和附加的方法。下一节将整体上对托管和非托管的各种调试事件做一个介绍，然后再针对不同的调试功能开始详细介绍。
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