[C++/CLI编程宝典][5]编译与反汇编

 

通过上次的第一个简单的C++/CLI实例，我们已经对C++/CLI的基本语法有了一定的认识，一些新的关键字也混了个眼熟。其实如果你有ISOC++背景，了解一些.NET相关概念，且使用VS2008 IDE开发的话，相信到现在你已经可以使用C++/CLI写一些简单的小程序了。本次继续上次的sample来深入了解它的编译和反编译。 

1）编译

在安装了VS2008或WinSDK后，我们就拥有了很多的工具，其中Cl.exe就是用来编译C++代码的，对于Cl.exe的很多的选项可以查看msdn。这里结合上次的实例了解常用的选项，我们使用cl.exe /clr main.cpp来编译上次的实例，其中/clr选项表明要编译为托管的IL中间代码，因为我们知道ISOC++是可以直接编译为本地代码，main.cpp是我们要编译的C++文件名，其他的选项没有显式指定，使用默认。在执行次命令后会在与main.cpp相同的目录下产生main.obj和main.exe，且此时的main.exe是IL中间代码。编译过程如下图：

 

2）JIT编译

在上面我们看到main.cpp被编译连接后生成main.exe，我们知道exe是windows的可执行文件，但是上面的exe与我们传统的exe有所不同，这里的main.exe为IL中间语言的（IL中间语言我们可以先认为是一种高级的汇编语），它离真正的汇编语言还有一节距离，那么为什么IL中间语言的exe能够执行呢，这就要归功于.NET的虚拟机机制，当IL中间语言的exe运行的时候其实是要依赖于CLR先编译为真正的汇编代码的，然后再运行。

当IL中间语言的exe直接发布以后，用户第一次执行，会将IL中间语言编译为真正的汇编，我们将这个过程称为JIT（just in time）编译，JIT 编译考虑了在执行过程中某些代码可能永远不会被调用的事实。它不是耗费时间和内存将可移植可执行 (PE) 文件中的所有 MSIL 都转换为本机代码，而是在执行期间根据需要转换 MSIL 并将生成的本机代码存储在内存中，以供该进程上下文中的后续调用访问。在加载并初始化类型时，加载程序将创建存根 (stub) 并将其附加到该类型的每个方法中。当首次调用某个方法时，存根 (stub) 会将控制权交给 JIT 编译器，后者会将该方法的 MSIL 转换为本机代码，并修改存根 (stub) 以使其直接指向生成的本机代码。这样，对 JIT 编译的方法的后续调用将直接转到该本机代码。

当然微软也发布了NGen.exe工具，你可以在安装过程中使用此工具将IL语言的exe先转化为真正的汇编代码，这样exe就和我们传统的exe一样了，没有运行时的第一次编译了。使用Ngen.exe编译后，生成了本机映像（包含经编译的特定于处理器的机器代码的文件），并将它们安装到本地计算机上的本机映像缓存中。运行库CLR从缓存中使用本机映像，而不是使用实时 (JIT) 编译器编译原始程序集。最好是把.dll ngen了，而不是exe，因为.exe的执行是由操作系统启动的，操作系统先通过EXE内部的一个固定函数启动clr，再将控制权交给CLR。下面是使用NGen.exe来产生main.exe的本地映像的实例：

 

 

3) JIT与NGen.exe比较

JIT运行时编译，NGen.exe在运行前编译；JIT每次编译需要的方法，NGen.exe一次编译整个程序集；JIT将编译后存在内存中，NGen.exe编译后持久地存储在本地的磁盘上；JIT 编译器生成的代码会绑定到触发编译的进程上，不能多进程间共享，NGen.exe可以多进程间共享已经编译好的代码。

4）反IL中间语言

C++/CLi是架构于CLI之上，使用IL作为中间抽象层，我们的C++/CLI代码被编译为IL中间语言，从IL中间语言到底层的汇编CLR帮我们做好了，对于我们开发人员就像是系统的底层提升到了IL中间语言层，所以我们只要关心到IL中间语言就好了，而IL中间语言又跟我们的高级语言非常相似，大大降低了我们理解底层的难度。所以标题中提到的反汇编，现在就转为了反IL中间语言了，下面使用另一个工具ildasm.exe来将刚才的main.exe反IL中间语言，使用命令ildasm main.exe如下图：

运行命令后打开ildasm窗口如下：

 

在ildasm窗口中，我们看到我们NativeClass,ValueStruct和RefClass的定义，这些就是CLI的IL中间语言。下节深入编译后的IL中间语言！

完！