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          DLL編寫教程

          Posted on 2007-09-11 22:13 wxb_nudt 閱讀(64606) 評論(113)  編輯  收藏 所屬分類: 實用編程技術

           

          DLL編寫教程

          半年不能上網,最近網絡終于通了,終于可以更新博客了,寫點什么呢?決定最近寫一個編程技術系列,其內容是一些通用的編程技術。例如DLLCOMSocket,多線程等等。這些技術的特點就是使用廣泛,但是誤解很多;網上教程很多,但是幾乎沒有什么優質良品。我以近幾個月來的編程經驗發現,很有必要好好的總結一下這些編程技術了。一來對自己是總結提高,二來可以方便光顧我博客的朋友。

          好了,廢話少說,言歸正傳。第一篇就是《DLL編寫教程》,為什么起這么土的名字呢?為什么不叫《輕輕松松寫DLL》或者《DLL一日通》呢?或者更nb的《深入簡出DLL》呢?呵呵,常常上網搜索資料的弟兄自然知道。

          本文對通用的DLL技術做了一個總結,并提供了源代碼打包下載,下載地址為:

          http://www.aygfsteel.com/Files/wxb_nudt/DLL_SRC.rar

          DLL的優點

          簡單的說,dll有以下幾個優點:

          1)      節省內存。同一個軟件模塊,若是以源代碼的形式重用,則會被編譯到不同的可執行程序中,同時運行這些exe時這些模塊的二進制碼會被重復加載到內存中。如果使用dll,則只在內存中加載一次,所有使用該dll的進程會共享此塊內存(當然,像dll中的全局變量這種東西是會被每個進程復制一份的)。

          2)      不需編譯的軟件系統升級,若一個軟件系統使用了dll,則該dll被改變(函數名不變)時,系統升級只需要更換此dll即可,不需要重新編譯整個系統。事實上,很多軟件都是以這種方式升級的。例如我們經常玩的星際、魔獸等游戲也是這樣進行版本升級的。

          3)      Dll庫可以供多種編程語言使用,例如用c編寫的dll可以在vb中調用。這一點上DLL還做得很不夠,因此在dll的基礎上發明了COM技術,更好的解決了一系列問題。

          最簡單的dll

          開始寫dll之前,你需要一個c/c++編譯器和鏈接器,并關閉你的IDE。是的,把你的VCC++ BUILDER之類的東東都關掉,并打開你以往只用來記電話的記事本程序。不這樣做的話,你可能一輩子也不明白dll的真諦。我使用了VC自帶的cl編譯器和link鏈接器,它們一般都在vcbin目錄下。(若你沒有在安裝vc的時候選擇注冊環境變量,那么就立刻將它們的路徑加入path吧)如果你還是因為離開了IDE而害怕到哭泣的話,你可以關閉這個頁面并繼續去看《VC++技術內幕》之類無聊的書了。

          最簡單的dll并不比chelloworld難,只要一個DllMain函數即可,包含objbase.h頭文件(支持COM技術的一個頭文件)。若你覺得這個頭文件名字難記,那么用windows.H也可以。源代碼如下:dll_nolib.cpp

          #include <objbase.h>

          #include <iostream.h>

          BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule, DWORD dwReason, void* lpReserved)

          {

              HANDLE g_hModule;

              switch(dwReason)

              {

              case DLL_PROCESS_ATTACH:

                 cout<<"Dll is attached!"<<endl;

                 g_hModule = (HINSTANCE)hModule;

                 break;

              case DLL_PROCESS_DETACH:

                 cout<<"Dll is detached!"<<endl;

                 g_hModule=NULL;

                 break;

              }

              return true;

          }

          其中DllMain是每個dll的入口函數,如同cmain函數一樣。DllMain帶有三個參數,hModule表示本dll的實例句柄(聽不懂就不理它,寫過windows程序的自然懂),dwReason表示dll當前所處的狀態,例如DLL_PROCESS_ATTACH表示dll剛剛被加載到一個進程中,DLL_PROCESS_DETACH表示dll剛剛從一個進程中卸載。當然還有表示加載到線程中和從線程中卸載的狀態,這里省略。最后一個參數是一個保留參數(目前和dll的一些狀態相關,但是很少使用)。

          從上面的程序可以看出,當dll被加載到一個進程中時,dll打印"Dll is attached!"語句;當dll從進程中卸載時,打印"Dll is detached!"語句。

          編譯dll需要以下兩條命令:

          cl /c dll_nolib.cpp

          這條命令會將cpp編譯為obj文件,若不使用/c參數則cl還會試圖繼續將obj鏈接為exe,但是這里是一個dll,沒有main函數,因此會報錯。不要緊,繼續使用鏈接命令。

          Link /dll dll_nolib.obj

          這條命令會生成dll_nolib.dll

          注意,因為編譯命令比較簡單,所以本文不討論nmake,有興趣的可以使用nmake,或者寫個bat批處理來編譯鏈接dll

          加載DLL(顯式調用)

          使用dll大體上有兩種方式,顯式調用和隱式調用。這里首先介紹顯式調用。編寫一個客戶端程序:dll_nolib_client.cpp

          #include <windows.h>

          #include <iostream.h>

          int main(void)

          {

              //加載我們的dll

              HINSTANCE hinst=::LoadLibrary("dll_nolib.dll"); 

              if (NULL != hinst)

              {

                 cout<<"dll loaded!"<<endl;

              }

              return 0;

          }

          注意,調用dll使用LoadLibrary函數,它的參數就是dll的路徑和名稱,返回值是dll的句柄。 使用如下命令編譯鏈接客戶端:

          Cl dll_nolib_client.cpp

          并執行dll_nolib_client.exe,得到如下結果:

          Dll is attached!

          dll loaded!

          Dll is detached!

          以上結果表明dll已經被客戶端加載過。但是這樣僅僅能夠將dll加載到內存,不能找到dll中的函數。

          使用dumpbin命令查看DLL中的函數

          Dumpbin命令可以查看一個dll中的輸出函數符號名,鍵入如下命令:

          Dumpbin –exports dll_nolib.dll

          通過查看,發現dll_nolib.dll并沒有輸出任何函數。

          如何在dll中定義輸出函數

          總體來說有兩種方法,一種是添加一個def定義文件,在此文件中定義dll中要輸出的函數;第二種是在源代碼中待輸出的函數前加上__declspec(dllexport)關鍵字。

          Def文件

          首先寫一個帶有輸出函數的dll,源代碼如下:dll_def.cpp

          #include <objbase.h>

          #include <iostream.h>

          void FuncInDll (void)

          {

              cout<<"FuncInDll is called!"<<endl;

          }

          BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule, DWORD dwReason, void* lpReserved)

          {

              HANDLE g_hModule;

              switch(dwReason)

              {

              case DLL_PROCESS_ATTACH:

                 g_hModule = (HINSTANCE)hModule;

                 break;

              case DLL_PROCESS_DETACH:

                  g_hModule=NULL;

                  break;

              }

              return TRUE;

          }

          這個dlldef文件如下:dll_def.def

          ;

          ; dll_def module-definition file

          ;

          LIBRARY         dll_def.dll

          DESCRIPTION     '(c)2007-2009 Wang Xuebin'

          EXPORTS

                          FuncInDll @1 PRIVATE

          你會發現def的語法很簡單,首先是LIBRARY關鍵字,指定dll的名字;然后一個可選的關鍵字DESCRIPTION,后面寫上版權等信息(不寫也可以);最后是EXPORTS關鍵字,后面寫上dll中所有要輸出的函數名或變量名,然后接上@以及依次編號的數字(從1N),最后接上修飾符。

          用如下命令編譯鏈接帶有def文件的dll

          Cl /c dll_def.cpp

          Link /dll dll_def.obj /def:dll_def.def

          再調用dumpbin查看生成的dll_def.dll

          Dumpbin –exports dll_def.dll

          得到如下結果:

          Dump of file dll_def.dll

          File Type: DLL

           Section contains the following exports for dll_def.dll

                     0 characteristics

              46E4EE98 time date stamp Mon Sep 10 15:13:28 2007

                  0.00 version

                     1 ordinal base

                     1 number of functions

                     1 number of names

              ordinal hint RVA      name

                    1    0 00001000 FuncInDll

           Summary

                  2000 .data

                  1000 .rdata

                  1000 .reloc

                  6000 .text

          觀察這一行

                    1    0 00001000 FuncInDll

          會發現該dll輸出了函數FuncInDll

          顯式調用DLL中的函數

          寫一個dll_def.dll的客戶端程序:dll_def_client.cpp

          #include <windows.h>

          #include <iostream.h>

          int main(void)

          {

              //定義一個函數指針

              typedef void (* DLLWITHLIB )(void); 

              //定義一個函數指針變量

              DLLWITHLIB pfFuncInDll = NULL; 

              //加載我們的dll

              HINSTANCE hinst=::LoadLibrary("dll_def.dll"); 

              if (NULL != hinst)

              {

                 cout<<"dll loaded!"<<endl;

              }

              //找到dllFuncInDll函數

              pfFuncInDll = (DLLWITHLIB)GetProcAddress(hinst, "FuncInDll"); 

              //調用dll里的函數

              if (NULL != pfFuncInDll)

              {

                 (*pfFuncInDll)();  

              }

              return 0;

          }

          有兩個地方值得注意,第一是函數指針的定義和使用,不懂的隨便找本c++書看看;第二是GetProcAddress的使用,這個API是用來查找dll中的函數地址的,第一個參數是DLL的句柄,即LoadLibrary返回的句柄,第二個參數是dll中的函數名稱,即dumpbin中輸出的函數名(注意,這里的函數名稱指的是編譯后的函數名,不一定等于dll源代碼中的函數名)。

          編譯鏈接這個客戶端程序,并執行會得到:

          dll loaded!

          FuncInDll is called!

          這表明客戶端成功調用了dll中的函數FuncInDll

          __declspec(dllexport)

          為每個dlldef顯得很繁雜,目前def使用已經比較少了,更多的是使用__declspec(dllexport)在源代碼中定義dll的輸出函數。

          Dll寫法同上,去掉def文件,并在每個要輸出的函數前面加上聲明__declspec(dllexport),例如:

          __declspec(dllexport) void FuncInDll (void)

          這里提供一個dll源程序dll_withlib.cpp,然后編譯鏈接。鏈接時不需要指定/DEF:參數,直接加/DLL參數即可,

          Cl /c dll_withlib.cpp

          Link /dll dll_withlib.obj

          然后使用dumpbin命令查看,得到:

          1    0 00001000 ?FuncInDll@@YAXXZ

          可知編譯后的函數名為?FuncInDll@@YAXXZ,而并不是FuncInDll,這是因為c++編譯器基于函數重載的考慮,會更改函數名,這樣使用顯式調用的時候,也必須使用這個更改后的函數名,這顯然給客戶帶來麻煩。為了避免這種現象,可以使用extern “C”指令來命令c++編譯器以c編譯器的方式來命名該函數。修改后的函數聲明為:

          extern "C" __declspec(dllexport) void FuncInDll (void)

          dumpbin命令結果:

          1    0 00001000 FuncInDll

          這樣,顯式調用時只需查找函數名為FuncInDll的函數即可成功。

          extern “C”

          使用extern “C”關鍵字實際上相當于一個編譯器的開關,它可以將c++語言的函數編譯為c語言的函數名稱。即保持編譯后的函數符號名等于源代碼中的函數名稱。

          隱式調用DLL

          顯式調用顯得非常復雜,每次都要LoadLibrary,并且每個函數都必須使用GetProcAddress來得到函數指針,這對于大量使用dll函數的客戶是一種困擾。而隱式調用能夠像使用c函數庫一樣使用dll中的函數,非常方便快捷。

          下面是一個隱式調用的例子:dll包含兩個文件dll_withlibAndH.cppdll_withlibAndH.h

          代碼如下:dll_withlibAndH.h

          extern "C" __declspec(dllexport) void FuncInDll (void);

          dll_withlibAndH.cpp

          #include <objbase.h>

          #include <iostream.h>

          #include "dll_withLibAndH.h"http://看到沒有,這就是我們增加的頭文件

          extern "C" __declspec(dllexport) void FuncInDll (void)

          {

              cout<<"FuncInDll is called!"<<endl;

          }

          BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule, DWORD dwReason, void* lpReserved)

          {

              HANDLE g_hModule;

              switch(dwReason)

              {

              case DLL_PROCESS_ATTACH:

                 g_hModule = (HINSTANCE)hModule;

                 break;

              case DLL_PROCESS_DETACH:

                  g_hModule=NULL;

                  break;

              }

              return TRUE;

          }

          編譯鏈接命令:

          Cl /c dll_withlibAndH.cpp

          Link /dll dll_withlibAndH.obj

          在進行隱式調用的時候需要在客戶端引入頭文件,并在鏈接時指明dll對應的lib文件(dll只要有函數輸出,則鏈接的時候會產生一個與dll同名的lib文件)位置和名稱。然后如同調用api函數庫中的函數一樣調用dll中的函數,不需要顯式的LoadLibraryGetProcAddress。使用最為方便。客戶端代碼如下:dll_withlibAndH_client.cpp

          #include "dll_withLibAndH.h"

          //注意路徑,加載 dll的另一種方法是 Project | setting | link 設置里

          #pragma comment(lib,"dll_withLibAndH.lib")

          int main(void)

          {

              FuncInDll();//只要這樣我們就可以調用dll里的函數了

              return 0;

          }

          __declspec(dllexport)__declspec(dllimport)配對使用

          上面一種隱式調用的方法很不錯,但是在調用DLL中的對象和重載函數時會出現問題。因為使用extern “C”修飾了輸出函數,因此重載函數肯定是會出問題的,因為它們都將被編譯為同一個輸出符號串(c語言是不支持重載的)。

          事實上不使用extern “C”是可行的,這時函數會被編譯為c++符號串,例如(?FuncInDll@@YAXH@Z ?FuncInDll@@YAXXZ),當客戶端也是c++時,也能正確的隱式調用。

          這時要考慮一個情況:若DLL1.CPP是源,DLL2.CPP使用了DLL1中的函數,但同時DLL2也是一個DLL,也要輸出一些函數供Client.CPP使用。那么在DLL2中如何聲明所有的函數,其中包含了從DLL1中引入的函數,還包括自己要輸出的函數。這個時候就需要同時使用__declspec(dllexport)__declspec(dllimport)了。前者用來修飾本dll中的輸出函數,后者用來修飾從其它dll中引入的函數。

          所有的源代碼包括DLL1.HDLL1.CPPDLL2.HDLL2.CPPClient.cpp。源代碼可以在下載的包中找到。你可以編譯鏈接并運行試試。

          值得關注的是DLL1DLL2中都使用的一個編碼方法,見DLL2.H

          #ifdef DLL_DLL2_EXPORTS

          #define DLL_DLL2_API __declspec(dllexport)

          #else

          #define DLL_DLL2_API __declspec(dllimport)

          #endif

          DLL_DLL2_API void FuncInDll2(void);

          DLL_DLL2_API void FuncInDll2(int);

          在頭文件中以這種方式定義宏DLL_DLL2_EXPORTSDLL_DLL2_API,可以確保DLL端的函數用__declspec(dllexport)修飾,而客戶端的函數用__declspec(dllimport)修飾。當然,記得在編譯dll時加上參數/D “DLL_DLL2_EXPORTS”,或者干脆就在dllcpp文件第一行加上#define DLL_DLL2_EXPORTS

          VC生成的代碼也是這樣的!事實證明,我是抄襲它的,hoho

          DLL中的全局變量和對象

          解決了重載函數的問題,那么dll中的全局變量和對象都不是問題了,只是有一點語法需要注意。如源代碼所示:dll_object.h

          #ifdef DLL_OBJECT_EXPORTS

          #define DLL_OBJECT_API __declspec(dllexport)

          #else

          #define DLL_OBJECT_API __declspec(dllimport)

          #endif

          DLL_OBJECT_API void FuncInDll(void);

          extern DLL_OBJECT_API int g_nDll;

          class DLL_OBJECT_API CDll_Object {

          public:

              CDll_Object(void);

              show(void);

              // TODO: add your methods here.

          };

          Cpp文件dll_object.cpp如下:

          #define DLL_OBJECT_EXPORTS

          #include <objbase.h>

          #include <iostream.h>

          #include "dll_object.h"

          DLL_OBJECT_API void FuncInDll(void)

          {

              cout<<"FuncInDll is called!"<<endl;

          }

          DLL_OBJECT_API int g_nDll = 9;

          CDll_Object::CDll_Object()

          {

              cout<<"ctor of CDll_Object"<<endl;

          }

          CDll_Object::show()

          {

              cout<<"function show in class CDll_Object"<<endl;

          }

          BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule, DWORD dwReason, void* lpReserved)

          {

              HANDLE g_hModule;

              switch(dwReason)

              {

              case DLL_PROCESS_ATTACH:

                 g_hModule = (HINSTANCE)hModule;

                 break;

              case DLL_PROCESS_DETACH:

                  g_hModule=NULL;

                  break;

              }

              return TRUE;

          }

          編譯鏈接完后Dumpbin一下,可以看到輸出了5個符號:

          1    0 00001040 ??0CDll_Object@@QAE@XZ

           2    1 00001000 ??4CDll_Object@@QAEAAV0@ABV0@@Z

           3    2 00001020 ?FuncInDll@@YAXXZ

           4    3 00008040 ?g_nDll@@3HA

           5    4 00001069 ?show@CDll_Object@@QAEHXZ

          它們分別代表類CDll_Object,類的構造函數,FuncInDll函數,全局變量g_nDll和類的成員函數show。下面是客戶端代碼:dll_object_client.cpp

          #include "dll_object.h"

          #include <iostream.h>

          //注意路徑,加載 dll的另一種方法是 Project | setting | link 設置里

          #pragma comment(lib,"dll_object.lib")

          int main(void)

          {

              cout<<"call dll"<<endl;

              cout<<"call function in dll"<<endl;

              FuncInDll();//只要這樣我們就可以調用dll里的函數了

              cout<<"global var in dll g_nDll ="<<g_nDll<<endl;

              cout<<"call member function of class CDll_Object in dll"<<endl;

              CDll_Object obj;

              obj.show();

              return 0;

          }

          運行這個客戶端可以看到:

          call dll

          call function in dll

          FuncInDll is called!

          global var in dll g_nDll =9

          call member function of class CDll_Object in dll

          ctor of CDll_Object

          function show in class CDll_Object

          可知,在客戶端成功的訪問了dll中的全局變量,并創建了dll中定義的C++對象,還調用了該對象的成員函數。

          中間的小結

          牢記一點,說到底,DLL是對應C語言的動態鏈接技術,在輸出C函數和變量時顯得方便快捷;而在輸出C++類、函數時需要通過各種手段,而且也并沒有完美的解決方案,除非客戶端也是c++

          記住,只有COM是對應C++語言的技術。

          下面開始對各各問題一一小結。

          顯式調用和隱式調用

          何時使用顯式調用?何時使用隱式調用?我認為,只有一個時候使用顯式調用是合理的,就是當客戶端不是C/C++的時候。這時是無法隱式調用的。例如用VB調用C++寫的dll。(VB我不會,所以沒有例子)

          Def__declspec(dllexport)

          其實def的功能相當于extern “C” __declspec(dllexport),所以它也僅能處理C函數,而不能處理重載函數。而__declspec(dllexport)__declspec(dllimport)配合使用能夠適應任何情況,因此__declspec(dllexport)是更為先進的方法。所以,目前普遍的看法是不使用def文件,我也同意這個看法。

          從其它語言調用DLL

          從其它編程語言中調用DLL,有兩個最大的問題,第一個就是函數符號的問題,前面已經多次提過了。這里有個兩難選擇,若使用extern “C”,則函數名稱保持不變,調用較方便,但是不支持函數重載等一系列c++功能;若不使用extern “C”,則調用前要查看編譯后的符號,非常不方便。

          第二個問題就是函數調用壓棧順序的問題,即__cdecl__stdcall的問題。__cdecl是常規的C/C++調用約定,這種調用約定下,函數調用后棧的清理工作是由調用者完成的。__stdcall是標準的調用約定,即這些函數將在返回到調用者之前將參數從棧中刪除。

          這兩個問題DLL都不能很好的解決,只能說湊合著用。但是在COM中,都得到了完美的解決。所以,要在Windows平臺實現語言無關性,還是只有使用COM中間件。

          總而言之,除非客戶端也使用C++,否則dll是不便于支持函數重載、類等c++特性的。DLLc函數的支持很好,我想這也是為什么windows的函數庫使用Cdll實現的理由之一。

          VC中編寫DLL

          VC中創建、編譯、鏈接dll是非常方便的,點擊fileàNewàProjectàWin32 Dynamic-Link Library,輸入dll名稱dll_InVC然后點擊確定。然后選擇A DLL that export some symbols,點擊Finish。即可得到一個完整的DLL

          仔細觀察其源代碼,是不是有很多地方似曾相識啊,哈哈!

          最后

          貼上女兒近照一張,小家伙長得太快了!

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          評論

          # re: DLL編寫教程[未登錄]  回復  更多評論   

          2007-09-12 09:11 by Base
          哈哈,小家伙目光很深邃啊

          # re: DLL編寫教程  回復  更多評論   

          2007-09-23 17:40 by junchen
          好啊,謝謝作者!

          # re: DLL編寫教程  回復  更多評論   

          2007-09-25 20:48 by pulai
          寫的不錯

          # re: DLL編寫教程[未登錄]  回復  更多評論   

          2007-09-26 16:19 by Derek
          寫得太好了

          期待博主接下來的COM和Socket

          # re: DLL編寫教程  回復  更多評論   

          2007-09-28 14:52 by nini
          很不錯

          # re: DLL編寫教程  回復  更多評論   

          2007-10-08 18:31 by Guo Will
          天哪,寫的太好了,我之前對dll編程幾乎完全不懂,看了您的文章以后豁然開朗呀,期待您的COM佳作,支持~~

          # re: DLL編寫教程  回復  更多評論   

          2007-11-25 15:05 by 瘋的邊緣
          你掙多少錢呀?

          # re: DLL編寫教程  回復  更多評論   

          2007-11-29 19:45 by adam
          恭喜
          寫的不錯

          # re: DLL編寫教程  回復  更多評論   

          2007-11-29 21:10 by 赫云
          太感謝了。

          # re: DLL編寫教程  回復  更多評論   

          2007-11-30 13:42 by 初學者
          謝謝!

          # re: DLL編寫教程[未登錄]  回復  更多評論   

          2007-12-01 13:29 by 飛鳥
          寫的很好!

          頂!

          # re: DLL編寫教程  回復  更多評論   

          2007-12-02 10:26 by Fuchsia
          Good Good Study ,Day Day Up !!
          評論共2頁: 上一頁 1 2 
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