CLR:通用语言运行时(Common Language Runtime)的简称,CLR是.NET框架的核心内容之一,可以把它看为一套标准资源,可以呗任何.NET程序使用。它包括:面向对象的编程模型、安全模型、类型系统(CTS)、所有.NET基类、程序执行及代码管理等。
我们可以这样理解,CLR是托管程序运行的环境,就像Windows是普通的PE程序的运行环境一样。
在Windows中,整个CLR系统的实现基本其实就是几个关键的DLL,比如mscorwks.dll、mscorjit.dll,它们共同的特点就是前缀均为mscor。
在win32中,可执行文件在开始运行时,有操作系统载入到内存中,然后运行文件中的.text代码,结束时有操作系统负责卸载。而在.NET下,这个过程却不大一样。用PE结构查看工具(这里使用PEiD)载入一个实例文件,观察导入表,可以发现整个表只引入了一个mscoree.dll中的一个方法:_CorExeMain。而这个方法,真是该可执行文件在win32意义上的入口点。
和win32程序一样,.NET可执行程序在运行初始,首先有Windows将PE载入内存,然后跳至_CorExeMain中执行。分水岭就在这,当代码跳至_CorExeMain中之后,程序运行进入了.NET的初始化阶段,经过一番准备工作,.NET框架便正式接管程序的运行了。
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JIT:即时编译(Just In-Time
compile),这是.NET运行可执行程序的基本方式,也就是在需要运行的时候,才将对应的IL代码编译为本机指令。传入JIT的是IL代码,输出的是本机代码,所以部分加密软件通过挂钩JIT来进行IL加密,同时又保证程序正常运行。同解释执行的代码相比,JIT的执行效率要高很多。
说到这,我们先来了解下IL代码是从哪一个步骤得到的。
MSIL是将.NET代码转化为机器语言的一个中间过程。它是一种介于高级语言和基于Intel的汇编语言的伪汇编语言。当用户编译一个.NET程序时,编译器将源代码翻译成Microsoft
中间语言
(MSIL),它是一组可以有效地转换为本机代码且独立于CPU的指令。当执行这些指令时,实时(JIT)编译器将它们转化为CPU特定的代码。
也就是说,MSIL是一个中间语言,是由编译器编译而来的,属于第一个步骤(编译)的产物。
而当我们需要执行时,再将MSIL通过JIT即时编译成所需的机器指令来执行。
下面我们来看看MSIL的样子:
我们先用vs2012编写一个简单的控制台程序,hello world。
然后打开ildasm,具体步骤是这样的
输入命令后出现
我们将编译好的exe程序拖拽进ildasm中。
我们将程序进行转储,也就是传说中的dump
选择一些选项,然后保存
我们用记事本将保存的il文件打开,文件内容如下:
MSIL:微软中间语言(Microsoft Intermediate
Language),也被称作MSIL汇编。别看.NET框架很智能,其实它只认IL。无乱程序采用什么高级语言编写,都将被编译器编译为IL并保存在PE文件中。虽被称作汇编,但相比win32汇编语言,IL可谓是名副其实的高级语言:它支持面向对象,通常不直接操作内存地址,以堆栈机的方式运行。由于运行完全受.NET监控,因此IL属于托管(Managed)代码,与之对应的是本机代码,被称为非托管代码。
元数据:描述.NET程序运行说必需的一切信息的数据,包括版本、类型的各个成员(方法、字段、属性、事件)等。一个文件要称为有效的.NET可执行程序,必须包含正确的元数据定义。
我们来看看对应的hello world对应的元数据
// =============== CLASS MEMBERS DECLARATION =================== .class private auto ansi beforefieldinit '观察导入表'.Program
extends [mscorlib]System.Object
{
.method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed
{
.entrypoint
// 代码大小 17 (0x11)
.maxstack 8
.language '{3F5162F8-07C6-11D3-9053-00C04FA302A1}', '{994B45C4-E6E9-11D2-903F-00C04FA302A1}', '{5A869D0B-6611-11D3-BD2A-0000F80849BD}'
.line 13,13 : 13,47 'd:\\Pro\\CLR和JIT的理解\\观察导入表\\Program.cs'
IL_0000: ldstr "hello world!"
IL_0005: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)
.line 14,14 : 13,31 ''
IL_000a: call valuetype [mscorlib]System.ConsoleKeyInfo [mscorlib]System.Console::ReadKey()
IL_000f: pop
.line 15,15 : 9,10 ''
IL_0010: ret
} // end of method Program::Main .method public hidebysig specialname rtspecialname
instance void .ctor() cil managed
{
// 代码大小 7 (0x7)
.maxstack 8
IL_0000: ldarg.0
IL_0001: call instance void [mscorlib]System.Object::.ctor()
IL_0006: ret
} // end of method Program::.ctor } // end of class '观察导入表'.Program // =============================================================
上面的代码中,首先通过.class关键字定义了Program类,于是编译器会在PE文件中保存Program类的元数据。接着,定义了Program类的两个方法.ctor和Main,元数据中也会体现这种隶属关系。
public hidebysig static void 限定了Main方法中的执行方式为公共、静态、无返回值(hidebysig暂时不讨论),这些限定也将被保存在元数据中。
Main方法中调用了System.Console的静态方法WirteLine用于输出字符串,元数据中必须体现这种调用。
以上内容来自:《微软.NET程序的加密与解密》,学习这些内容只是为了能更好的理解所学的C#内容,暂时不涉及逆向的问题。
原文;http://www.cnblogs.com/tk091/archive/2012/09/01/2666810.html