|
|
Пишет ringill (![[info]](http://lj.rossia.org/img/userinfo.gif){kind=small} ringill)@ 2006-12-08 16:03:00 |
 |
|
 |
|
|
|
|
|
|
 |
|
 |
[.NET] Вызов низкоуровневого кода из CLR
Речь идёт о вызове низкоуровневой функции, принадлежащей динамической библиотеке (DLL), из управляемого кода (на C#, например). Есть несколько способов это сделать:
Сравнительное время миллиона вызовов пустой функции
Вызовы двумя последними способами происходят быстрее в десять раз.
Чем они отличаются между собой? Первый лучше тем, что не требует добавлять в проект отдельную сборку.
Речь идёт о вызове низкоуровневой функции, принадлежащей динамической библиотеке (DLL), из управляемого кода (на C#, например). Есть несколько способов это сделать:
- P/Invoke — наиболее распространённый способ. Прототип вызываемой функции описывается в коде на C# с указанием директивы
DllImport, и вызывается элементарно:[DllImport("mylib.dll")] static public extern int MyFunc (int param1, int param2); static void Main () { int res = MyFunc(10, 20); }
Это работает медленно. Я не знаю, почему. Если такие вызовы редки — ничего
страшного, но если их миллионы (а сама вызываемая функция проста), то избыточность
становится заметна.
UPDATE: На современной .NET уже быстро, поэтому всё последующее можно не читать.
Чтобы вызывать функцию из DLL миллионы раз, достаточно один раз получить её адрес. Процесс вызова прост:
кладём аргументы на стек, кладём адрес функции на стек, делаемcalliиret.
Получить адрес можно вызовомGetProcAddress, черезDllImportизkernel32.dll. Медленно, но всего один раз на миллион вызовов.
Для работы со стеком напрямую можно задействовать MSIL, скомпилировав код
на этом языке в отдельную сборку. Это товарищ Neil Cowburn догадался.
Вот пример: делаем файлFunctionCaller.il.assembly extern mscorlib {} .assembly FunctionCaller {} .class public FunctionCaller { .method public static int32 IntMethod_Int_Int (native int pfn, int32 param1, int32 param2) { .maxstack 3 ldarg.1 // для передачи по ссылке следует использовать ldarga ldarg.2 ldarg.0 calli unmanaged stdcall int32 (int32, int32) ret } }
Компилируем его командойilasm.exe /dll FunctionCaller.il, иFunctionCaller.dllподключаем
в проект как Reference. А вот код на C#:[DllImport("kernel32.dll")] static extern IntPtr LoadLibrary (string file_name); [DllImport("kernel32.dll")] static extern IntPtr GetProcAddress (IntPtr module, string proc_name); [DllImport("kernel32.dll")] static extern bool FreeLibrary (IntPtr module); static void Main () { IntPtr lib = LoadLibrary("mylib.dll"); IntPtr myfunc_ptr = GetProcAddress(lib, "MyFunc"); int res = FunctionCaller.IntMethod_Int_Int(myfunc_ptr, 10, 20); FreeLibrary(lib); }- Указанный код для работы со стеком можно конструировать на этапе выполнения, пользуясь
механизмамиSystem.Reflection. Полноценный пример приведён в microsoft.public.dotnet.languages.csharp.
Однако, там используется вызов MethodInfo.Invoke, который хоть и быстрее, чем P/Invoke, но тоже избыточен.
Для преодоления его избыточности есть приём —
создание делегата с помощьюCreateDelegate. Вот как это делается:delegate int MyFuncInvoker (int param1, int param2); static void Main () { IntPtr lib = LoadLibrary("mylib.dll"); IntPtr myfunc_ptr = GetProcAddress(lib, "MyFunc"); AssemblyName assembly_name = new AssemblyName("Invokable"); AssemblyBuilder assembly_builder = AppDomain.CurrentDomain.DefineDynamicAssembly(assembly_name, AssemblyBuilderAccess.Run); ModuleBuilder module_builder = assembly_builder.DefineDynamicModule("CInvoker"); // тип возвращаемого значения и типы параметров нашей функции Type return_type = typeof(int); Type[] parameter_types = new Type[] { typeof(int), typeof(int) }; DynamicMethod dynamic_method = new DynamicMethod("Invoker", MethodAttributes.Public | MethodAttributes.Static, CallingConventions.Standard, return_type, parameter_types, module_builder, false); // начинаем конструировать код, аналогичный вышеприведённому на MSIL ILGenerator il_generator = dynamic_method.GetILGenerator(); // положить параметры на стек; опять же, для передачи по ссылке следует использовать Ldarga il_generator.Emit(OpCodes.Ldarg, 0); il_generator.Emit(OpCodes.Ldarg, 1); // положить адрес функции на стек il_generator.Emit(OpCodes.Ldc_I4, myfunc_ptr.ToInt32()); // (для 64-битных систем следует написать (OpCodes.Ldc_I8, myfunc_ptr.ToInt64()) // сделать calli и ret il_generator.EmitCalli(OpCodes.Calli, CallingConvention.StdCall, return_type, parameter_types); il_generator.Emit(OpCodes.Ret); // код сконструировали; теперь создаём делегат MyFuncInvoker myfunc_invoker = (MyFuncInvoker)dynamic_method.CreateDelegate(typeof(MyFuncInvoker)); int res = myfunc_invoker(10, 20); FreeLibrary(lib); }
Сравнительное время миллиона вызовов пустой функции
| P/Invoke |
~5 сек. |
Код от ILGenerator, вызванныйчерез MethodInfo.Invoke() |
~3.7 сек. |
Код от ILGenerator, вызванныйчерез DynamicMethod.CreateDelegate() |
~0.5 сек. |
| Вызов через отдельную сборку на MSIL |
~0.5 сек. |
Вызовы двумя последними способами происходят быстрее в десять раз.
Чем они отличаются между собой? Первый лучше тем, что не требует добавлять в проект отдельную сборку.
