将C++托管扩展项目从纯粹的中间语言转换成混合模式

编译：Northtibet

原文出处：Converting Managed Extensions for C++ Projects from Pure Intermediate Language to Mixed Mode

　　创建 DLL 的 C++ 托管扩展项目默认包含 MSIL（微软中间语言）代码，这个代码并不与 C 运行时库（CRT），ATL 或 MFC 这样的本机 C/C++ 库链接，也不使用任何静态变量。其代码只面向公共语言运行时。
　　之所以要这么做是因为带有入口点的链接导致 DllMain 期间运行托管代码，这样不安全（参见 DllMain 相关文档，了解在它执行期间你不能做那些事情）。
　　不带 入口点的 DLL 无法初始化静态变量，非常简单的类型如整型除外。通常，在 /NOENTRY DLL 中，你不能有任何静态变量。
　　ATL，MFC 和 CRT 库都依赖于静态变量，所以你也不能在该 DLL 中使用这些库。
如果你的混合模式 DLL必须使用静态变量或者依赖静态变量的库（如：ATL，MFC 或 CRT），那么你必须修改你的 DLL，使之具备外在入口点。
　　为此，必须将托管 DLL 转换为混合模式。那么，

如何将将托管 DLL 转换为混合模式？

1. 用 /NOENTRY 链接：在解决方案管理器中，在项目节点上单击右键并选择“属性”。在属性页对话框中选择“链接器”，然后选择 “命令行”。添加一个开关到“附加选项”编辑框。
2. 链接 msvcrt.lib：在项目的属性页对话框中选择“连接器”，然后选择“输入”。将 msvcrt.lib 添加到“附加依赖项”。
3. 删除 nochkclr.obj：在“输入”页面（与前一步骤相同的页面），从附加依赖项属性中删除 nochkclr.obj。
4. 链接到 CRT：在“输入”页面（与前一步骤相同的页面），将 __DllMainCRTStartup@12 添加到“强制符号引用”属性中。

修改使用DLL的代码部分，进行手动初始化

　　转换成混合模式之后，你必须修改使用DLL的代码部分，根据你的DLL实现方式进行手动初始化：

• 你的 DLL 使用 __declspec(dllexport) 输出，并且 DLL 的使用者与 DLL 之间的链接不管是静态链接的还是动态的，那么 DLL 的使用者都无法使用托管代码。
• 你的 DLL 是基于 COM 的 DLL
• 你的 DLL 的调用者可以用托管代码，并且你的 DLL 包含 DLL 输出或托管入口点

用 __declspec(dllexport) 输出且调用者无法使用托管代码的 DLL 的修改方法：

1. 向 DLL 添加两个新的输出：

   // init.cpp
   // 在 using namespace System 指令头之前添加这些头文件，
   // 或者在没有using namespace System 指令头的 .cpp 文件中添加它们
   #include <windows.h>
   #include <_vcclrit.h>
   
   // 在你调用任何该 DLL 中的东西之前调用该函数。
   // 从多线程中调用才安全，并非引用安全，而是重入安全
   
   extern "C" __declspec(dllexport) void __stdcall DllEnsureInit(void)
   {
   	// 在这里什么也不要做，如果你需要额外的初始化步骤，
   	// 创建带有构造函数的静态对象，在构造函数中完成初始化。
   	__crt_dll_initialize();
   	// 在这里什么也不要做。
   }
   
   // 在整个进程彻底调用完该 DLL 后调用该函数。从多线程中调用才安全。
   // 并非引用安全，而是重入安全。第一次调用将终止。
   
   extern "C" __declspec(dllexport) void __stdcall DllForceTerm(void)
   {
   	// 在这里什么也不要做，如果你需要额外的终止步骤，
   	// Do nothing else here. If you need extra terminate steps, 
   	// 使用 atexit.
   	__crt_dll_terminate();
   	// 在这里什么也不要做。
   }        

   将下面代码添加到 DLL .def 文件的 “exports” 部分：

   DllEnsureInit PRIVATE
   DllForceTerm PRIVATE

   如果没有这两行，那么当你有两个 DLL 都输出函数时，链接到该 DLL 的应用程序将会出现链接错误。典型的错误是输出的函数名字相同。
   在有多个DLL调用者时，每个调用者都可以和你 DLL 进行静态或动态链接。

2. 你的 DLL 可以有多个调用者
3. 如果调用者与该 DLL 静态链接，那么在应用程序中首次使用你的 DLL 或者依赖它的任何东西之前，要添加如下调用：

   // 代码段一
   
   typedef void (__stdcall *pfnEnsureInit)(void);
   typedef void (__stdcall *pfnForceTerm)(void);
   
   {
   	// ... 初始化代码
   	HMODULE hDll=::GetModuleHandle("mydll.dll");
   	If(!hDll)
   	{
   		// 退出，返回，再没有什么要做的了
   	}
   	pfnEnsureInit pfnDll=( pfnEnsureInit) ::GetProcAddress(hDll, 
   		"DllEnsureInit");
   	if(!pfnDll)
   	{
   		// 退出，返回，再没有什么要做的了
   	}
   	
   	pfnDll();
   	
   	// ... 更多的初始化代码
   }        

4. 在应用程序最后一次使用 DLL 之后，添加下面的代码：

   // 代码段二
   
   {
   	// ... 终止代码
   	HMODULE hDll=::GetModuleHandle("mydll.dll");
   	If(!hDll)
   	{
   		// 退出，返回，再没有什么要做的了
   	}
   	pfnForceTerm pfnDll=( pfnForceTerm) ::GetProcAddress(hDll, 
   		"DllForceTerm");
   	if(!pfnDll)
   	{
   		// 退出，返回，再没有什么要做的了
   	}
   	
   	pfnDll();
   	
   	// ... 更多的终止代码
   }        

5. 如果调用者是动态链接到此 DLL，将代码段一插入到第一次调用 LoadLibrary 之后，同时将代码段二插入到最后一次调用 FreeLibrary 之前。

基于 COM 的 DLL 的修改方法

　　修改 DllCanUnloadNow，DllGetClassObject，DllRegisterServer 和 DllUnregisterServer 输出函数的方法如下：

// 实现 DLL 输出

STDAPI DllCanUnloadNow(void)
{
	HRESULT hrReturn=S_FALSE;
	// Function as usual
	// At this point hrReturn is S_OK if you can unload
	if(hrReturn == S_OK)
	{
		__crt_dll_terminate();
	}
	return hrReturn;
}

STDAPI DllGetClassObject(REFCLSID rclsid, REFIID riid, LPVOID* ppv)
{
	// 在这里什么也不要做。
	__crt_dll_initialize();
	// 像从前那样继续 DllGetClassObject
}

STDAPI DllRegisterServer(void)
{
	if ( !( __crt_dll_initialize() ) )
	{
		return E_FAIL;
	}
	// 在这里调用注册代码
	HRESULT hr = <registration code>
		__crt_dll_terminate();
	return hr;
}

STDAPI DllUnregisterServer(void)
{
	if ( !( __crt_dll_initialize() ) )
	{
		return E_FAIL;
	}
	// 在这里调用注销代码
	HRESULT hr = <unregistration code>
		__crt_dll_terminate();
	return hr;
}
      

1. 实现一个带有静态成员函数的托管类，静态成员函数用于初始化终止例程。往项目中添加一个 .cpp 文件：

   // ManagedWrapper.cpp
   
   // 这个代码验证当使用 /NOENTRY 链接选项时，DllMain 没有被 Loader 自动调用。
   // 它也检查某些 CRT 初始化函数。
   
   #include <windows.h>
   #include <stdio.h>
   #include <string.h>
   #include <stdlib.h>
   #include <math.h>
   #include "_vcclrit.h"
   
   #using <mscorlib.dll>
   using namespace System;
   
   public __gc class ManagedWrapper {
   public:
   	static int minitialize() {
   		int retval = 0;
   		try {
   			__crt_dll_initialize();
   		} catch(System::Exception* e) {
   			Console::WriteLine(e);
   			retval = 1;
   		}
   		return retval;
   	}
   	static int mterminate() {
   		int retval = 0;
   		try {
   			__crt_dll_terminate();
   		} catch(System::Exception* e) {
   			Console::WriteLine(e);
   			retval = 1;
   		}
   		return retval;
   	}
   };
   
   BOOL WINAPI DllMain(HINSTANCE hModule, DWORD dwReason, LPVOID 
   					lpvReserved) {
   	Console::WriteLine(S"DllMain is called...");
   	return TRUE;
   } /* DllMain */
   

2. 在引用 DLL 之前和使用完 DLL 之后，在 main 中调用这些初始化例程和终止例程成员函数：

   #using <mscorlib.dll>
   #using "ijwdll.dll"
   
   using namespace System;
   
   int main() {
   	int retval = 0;
   	retval += ManagedWrapper::minitialize();
   	retval += ManagedWrapper::mterminate();
   	return retval;
   }