Windows native что это

Native приложения. Первые шаги

Native приложения — это программы, предназначенные для выполнения на операционных системах Windows семейства NT (NT/2000/XP/2003/Vista/7), способные запускаться на раннем этапе загрузки Windows, до окна входа в систему и даже до запуска каких-либо подсистем Windows. Синий экран при загрузке Windows XP, в котором, например, происходит проверка диска и есть тот самый режим. Native приложения используют только Native API, они могут использовать только функции, экспортируемые из библиотеки ntdll.dll. Для них недоступны функции WinAPI.

Native приложения запускаются на экране, который возникает до появления окна входа в систему. Примером native приложения является приложение chkdsk, которое запускается перед входом в Windows, если предварительно была запущена проверка системного раздела на ошибки и отложена до перезагрузки. Приложение работает, выводя сообщения экран, а затем происходит обычный запуск Windows.

Преимущества использования этого режима: большая часть компонентов Windows ещё не запущена, отсутствуют многие ограничения. Этот режим, например, используется в приложениях, которые хотят что-то сделать с системным разделом Windows, но не могут, пока запущена операционная система: дефрагментаторы, конверторы файловой системы, и тому подобные утилиты.

Моя программа Native shell запускается до экрана входа в систему и предоставляет интерфейс командной строки с возможностью перемещаться по файловой системе Windows, копировать и удалять файлы, просматривать некоторую информацию об операционной системе и запускать другие процессы, способные выполняться в native-режиме, такие как autochk.exe и autoconv.exe. Доступны исходные коды программы на языке Си.

Загрузочные экраны native режима разных версий Windows:

Что нужно знать:

Native приложения компилируются с помощью WDK — Windows Driver Kit (также известный, как DDK). Есть возможность делать их и в какой-то другой среде разработки, но в WDK проще всего.

Native приложения используют Native API. Оно частично документировано в MSDN для использования при написании драйверов. Но документированы не все функции. Информацию по остальным нужно брать из неофициальных источников. Например, на сайте http://undocumented.ntinternals.net/

Функции в ntdll.dll имеют префиксы Zw и Nt, а также некоторые другие. Видно, что у Zw и Nt функции дублируются названия. На самом деле это одни и те же функции. Если искать в сети пример использования какой-либо функции, стоит поискать сначала с одним префиксом, потом с другим, иначе можно что-то упустить. Почему у них разные префиксы — отдельная история, для программирования native приложений существенной роли не играет.

Для программирования нужны прототипы функций Native API, но в заголовочных файлах WDK присутствуют не все определения. Нужно использовать альтернативные заголовочные файлы, содержащие в том числе и определения недокументированных функций и типов данных. Например, можно воспользоваться заголовочными файлами Native Development Kit (NDK), которые доступны здесь.

Программировать на чистом Native API неудобно. Не обойтись без библиотеки, в которой уже реализованы некоторые рутинные действия. Существует библиотека с открытым кодом — ZenWINX, можно пользоваться ей. Ещё на страничке NDK анонсирована некая библиотека NDL, но на сайте её нет.

Чтобы native приложение запустилось при запуске Windows, надо положить его в каталог system32, а в ключ реестра HKLM\System\CurrentControlSet\Control\Session Manager\BootExecute прописать его имя файла, и аргументы, если они есть. Ключ имеет тип MULTI_SZ, может содержать несколько строк. Первой строкой там идёт Autocheck Autochk * . После неё можно прописывать свою программу. Программа, прописанная в этом ключе, имеет свойство запускаться даже в безопасном режиме Windows (safe mode), так что нужно быть осторожным. Ошибка в программе — и система не запустится. Но можно внутри приложения отслеживать факт запуска в safe mode и обрабатывать этот режим отдельно, например сделать завершение программы, если она обнаружила себя запущенной в safe mode. Кроме того, несмотря на то, что программа запускается и может выполнять какие-то действия, в этом режиме не работает вывод на консоль. Невозможно взаимодействие с пользователем. Это следует учитывать.

При необходимости, native-приложение можно запустить и не перезагружая компьютер. Для этого следует воспользоваться утилитой nrun.exe. Но загрузочный экран от этого не появится, и вам следует придумать, как ещё взаимодействовать с вашим приложением, если нужна интерактивность. В исходном коде nrun можно посмотреть, как реализован запуск native-процессов с использованием недокументированных функций Native API.

У native приложений точка входа не main и не wmain, а NtProcessStartup. В PE-заголовке EXE-файла есть специальное поле, означающее подсистему, в которой выполняется приложение. У native приложений в это поле установлено специальное значение, означающее, что EXE не требует подсистемы. У обычных приложений ставится значение, соответствующее подсистемам «Windows GUI» или «Windows console». Native приложения не запускаются в обычном режиме работы Windows. При попытке запустить программу Windows выдаёт сообщение «Приложение нельзя запустить в режиме Win32».

Вывод кириллицы на экран по-умолчанию в этом режиме не поддерживается. Есть способ обойти это ограничение, впрочем, способ сложный и пока работает только на Windows XP.

Заготовка проекта Native приложения

Я создал заготовку проекта Native приложения — набор файлов, который можно использовать в качестве базы для разработки собственного Native приложения. Заготовка содержит файл native.c , содержащий точку входа в приложение. Остальные файлы — это файлы библиотеки ZenWINX, которые модифицированы так, что используют определения функций из NDK, а не из своего файла с определениями. Это позволяет использовать как функции самой библиотеки, так и функции Native API, которые разработчики ZenWINX забыли включить в собственный заголовочный файл. Фактически, NDK — более полный каталог Native API функций, чем файл, поставляемый с ZenWINX. Компилировать заготовку нужно утилитой build из состава WinDDK (я использую версию WinDDK 1.1.6001.000). Следует подключать заголовочные файлы NDK, прописав пути к каталогу с ними.

Возможно также разрабатывать и собирать Native-приложения прямо в Visual Studio, без использования компилятора WDK. О том, как это сделать, написано в статье Сборка Native API-приложения в Visual Studio 2010.

Источник

Что такое режим Native в LiveDisk by Sergei Strelec

LiveDisk от Сергея Стрельца — это загрузочный спасательный диск на базе WinPE , содержащий огромное количество инструментов администрирования и реанимации операционной системы Windows. Среда LiveDisk by Sergei Strelec нетребовательна к аппаратным ресурсам компьютера, более того, ею поддерживается особый режим Native (Old PC), позволяющий запускать ее на старых маломощных компьютерах с объемом оперативной памяти менее 1 Гб.

Полное название режима — Boot USB Sergei Strelec Win8.0 (x86) Native (Old PC), выбирается он на ранней стадии загрузки спасательного диска.

Процедура загрузки в нативном режиме отличается от обычной загрузки прежде всего тем, что сначала грузится системное ядро без GUI и только потом выполнятся поиск носителя с живым диском и последующий запуск полноценного ядра WinPE . Такой подход позволяет существенно сократить время запуска среды на ПК с USB 1.x.

В режиме Native диск от Стрельца потребляет меньше памяти (примерно на 250 Мб) , снижены требования к процессорам, так, среда может работать на ПК с процессорами Intel Pentium 4 и AMD Athlon , для обеспечения совместимости отключены РАЕ и мультиядерность. Вместо среды WinPE 10 в режиме Native используется 32-битная WinPE восьмой версии, следовательно, запуск диска возможен только в режиме Legacy , никакие UEFI не поддерживаются.

Интерфейс запущенного в режиме Native на живом диске от Стрельца ничем не отличается от интерфейса, используемого в диске на базе WinPE 8 , исключение составляет лишь загрузочный логотип Windows — в Mode Native он не голубой.

Что касается возможных проблем при использовании нативного режима, следует отметить два момента — зависание компьютера при извлечении загрузочного носителя и некорректную работу утилиты RunScanner, которая не может получить доступ к реестру целевой операционной системы.

Источник

Компиляция приложений с помощью машинного кода .NET Compiling Apps with .NET Native

.NET Native — это технология предварительной компиляции для создания и развертывания приложений Windows, которые входят в состав Visual Studio 2015 и более поздних версий. .NET Native is a precompilation technology for building and deploying Windows apps that is included with Visual Studio 2015 and later versions. Она автоматически компилирует окончательные версии приложений, написанных в форме управляемого кода (C# или Visual Basic) и предназначенных для .NET Framework и Windows 10, в машинный код. It automatically compiles the release version of apps that are written in managed code (C# or Visual Basic) and that target the .NET Framework and Windows 10 to native code.

Как правило приложения, предназначенные для платформа.NET Framework компилируются в промежуточный язык (IL). Typically, apps that target the .NET Framework are compiled to intermediate language (IL). Во время выполнения JIT-компилятор преобразует инструкции IL в машинный код. At run time, the just-in-time (JIT) compiler translates the IL to native code. Напротив, .NET Native компилирует приложения Windows непосредственно в машинный код. In contrast, .NET Native compiles Windows apps directly to native code. Для разработчиков это означает: For developers, this means:

Приложения имеют производительность машинного кода. Your apps feature the performance of native code. Как правило, производительность будет представлять собой код, который сначала компилируется в IL, а затем компилируется в машинный код JIT-компилятором. Usually, performance will be superior to code that is first compiled to IL and then compiled to native code by the JIT compiler.

Можно продолжить программировать в C# или Visual Basic. You can continue to program in C# or Visual Basic.

Можно продолжать использовать преимущества ресурсов платформы .NET Framework, включая библиотеки классов, сбор мусора, автоматическое управление памяти и обработку исключений. You can continue to take advantage of the resources provided by the .NET Framework, including its class library, automatic memory management and garbage collection, and exception handling.

Для пользователей приложений .NET Native предоставляет следующие преимущества: For users of your apps, .NET Native offers these advantages:

Более быстрое время выполнения большинства приложений и сценариев. Faster execution times for the majority of apps and scenarios.

Ускоренное время запуска большинства приложений и сценариев. Faster startup times for the majority of apps and scenarios.

Низкая стоимость развертывания и обновления. Low deployment and update costs.

Оптимизированное использование памяти приложением. Optimized app memory usage.

Для большинства приложений и сценариев .NET Native предлагает значительно более быстрое время запуска и высокую производительность по сравнению с приложением, скомпилированным в IL или на образ NGEN. For the vast majority of apps and scenarios, .NET Native offers significantly faster startup times and superior performance when compared to an app compiled to IL or to an NGEN image. Однако результаты могут отличаться. However, your results may vary. Чтобы обеспечить преимущество приложения от улучшения производительности .NET Native, необходимо сравнить его производительность с non-.NET собственной версией приложения, используемой в собственном коде. To ensure that your app has benefited from the performance enhancements of .NET Native, you should compare its performance with that of the non-.NET Native version of your app. Дополнительные сведения см. в разделе Обзор сеанса анализа производительности. For more information, see Performance Session Overview.

Но .NET Native включает в себя больше, чем компиляция в машинный код. But .NET Native involves more than a compilation to native code. Он преобразует способ построения и выполнения приложений на платформе .NET Framework. It transforms the way that .NET Framework apps are built and executed. В частности: In particular:

Во время предварительной компиляции необходимые части платформы .NET Framework статически связываются с приложением. During precompilation, required portions of the .NET Framework are statically linked into your app. Это позволяет приложению работать с библиотеками локальных приложений платформы.NET Framework, а компилятору — выполнять глобальный анализ для улучшения производительности. This allows the app to run with app-local libraries of the .NET Framework, and the compiler to perform global analysis to deliver performance wins. В результате приложения постоянно запускаются быстрее даже после обновлений платформы .NET Framework. As a result, apps launch consistently faster even after .NET Framework updates.

Среда выполнения .NET Native оптимизирована для статической предварительной компиляции, и в подавляющем большинстве случаев обеспечивается высочайшая производительность. The .NET Native runtime is optimized for static precompilation and in the vast majority of cases offers superior performance. В то же время она сохраняет основные функции отражения, которые разработчики считают такими полезными. At the same time, it retains the core reflection features that developers find so productive.

.NET Native использует ту же серверную части, что и компилятор C++, оптимизированный для сценариев статической предварительной компиляции. .NET Native uses the same back end as the C++ compiler, which is optimized for static precompilation scenarios.

.NET Native может повысить производительность C++ для разработчиков управляемого кода, поскольку в нем используются те же или аналогичные средства, что и C++, как показано в этой таблице. .NET Native is able to bring the performance benefits of C++ to managed code developers because it uses the same or similar tools as C++ under the hood, as shown in this table.

Для приложений, предназначенных для Windows 10, выполняется передача двоичных файлов компиляции машинного кода .NET в пакетах приложений (файлы APPX) в Магазин Windows. For Windows apps for Windows 10, you upload .NET Native Code Compilation binaries in app packages (.appx files) to the Windows Store.

в этом разделе In This Section

Дополнительные сведения о разработке приложений при использовании компиляции машинного кода .NET см. в следующих разделах For more information about developing apps with .NET Native Code Compilation, see these topics:

Машинный код .NET и компиляция — как проект компилируется в машинный код .NET. .NET Native and Compilation: How .NET Native compiles your project to native code.

Источник