DLL编程技术

一、DLL原理
DLL(Dynamic Link Library)也就是“动态链接库”，是一个可以被其它应用程序共享的程序模块，其中封装了一些可以被共享的程序或资源。它虽然包含了可执行代码却不能单独执行，而应由相应的应用程序直接或间接调用。在 Windows 32 中，可以将 DLL 标记为共享以导致相同的行为。但是，每个进程的默认设置是拥有 DLL 数据的专用副本。以.dll、.DRV、.FON、.SYS为扩展名和许多以 .EXE 为扩展名的系统文件都可以是 DLL。


DLL可以有自己的数据段，但没有自己的堆栈，使用与调用它的应用程序相同的堆栈模式；一个DLL在内存中只有一个实例；DLL实现了代码封装性；DLL的编制与具体的编程语言及编译器无关，可以通过DLL来实现混合语言编程。DLL函数中的代码所创建的任何对象（包括变量）都归调用它的线程或进程所有。


二、调用约定和名字修饰约定
调用约定(Calling convention)：决定函数参数传送时入栈和出栈的顺序，由调用者还是被调用者把参数弹出栈，以及编译器用来识别函数名字的修饰约定。
1.__stdcall 是 Pascal 程序的缺省调用方式，通常用于 Win32 API 中，函数采用从右到左的压栈方式，自己在退出时清空堆栈。VC 将函数编译后会在函数名前面加上下划线前缀，在函数名后加上 "@" 和参数的字节数。
2.__cdecl 是 C 和 C++ 程序缺省的调用方式。每一个调用它的函数都包含清空堆栈的代码，所以产生的可执行文件大小会比调用 _stdcall 函数的大。函数采用从右到左的压栈方式，由调用者把参数弹出栈。VC 将函数编译后仅仅在函数名前面加上下划线前缀。 它是 MFC 缺省调用约定。 
3.__fastcall方式的函数采用寄存器传递参数（实际上，它用 ECX 和 EDX 传送前两个双字（DWORD）或更小的参数，剩下的参数仍旧自右向左压栈传送，被调用的函数在返回前清理传送参数的内存栈），VC 将函数编译后会在函数名前面加上"@"前缀，在函数名后加上"@"和参数的字节数。
4.thiscall 仅仅应用于 "C++" 成员函数。this 指针存放于 CX 寄存器，参数从右到左压。thiscall 不是关键词，因此不能被程序员指定。
5.naked call采用 1-4 的调用约定时，如果必要的话，进入函数时编译器会产生代码来保存ESI，EDI，EBX，EBP寄存器，退出函数时则产生代码恢复这些寄存器的内容。naked call不是类型修饰符，故必须和__declspec 共同使用。


关键字 __stdcall、__cdecl 和 __fastcall 可以直接加在要输出的函数前，也可以在编译环境的 Setting...\C/C++ \Code Generation 项选择。当加在输出函数前的关键字与编译环境中的选择不同时，直接加在输出函数前的关键字有效。它们对应的命令行参数分别为/Gz、/Gd 和 /Gr。缺省状态为/Gd，即_cdecl。


"C" 或者 "C++" 函数在内部（编译和链接）通过修饰名识别。修饰名是编译器在编译函数定义或者原型时生成的字符串。
a、C编译时函数名修饰约定规则： 
__stdcall 调用约定在输出函数名前加上一个下划线前缀，后面加上一个"@"符号和其参数的字节数，格式为 _functionname@number。 
__cdecl调用约定仅在输出函数名前加上一个下划线前缀，格式为 _functionname。 
__fastcall调用约定在输出函数名前加上一个"@"符号，后面也是一个"@"符号和其参数的字节数，格式为@functionname@number。
b、C++编译时函数名修饰约定规则：
__stdcall调用约定的格式为"?functionname@@YG*****@Z"或"?functionname@@YG*XZ"，以"?"标识函数名的开始，后跟函数名；函数名后面以"@@YG"标识参数表的开始，后跟参数表；参数表以代号表示：X——void，D——char，E——unsigned char，……，PA——表示指针，后面的代号表明指针类型，如果相同类型的指针连续出现，以"0"代替，一个"0"代表一次重复；参数表的第一项为该函数的返回值类型，其后依次为参数的数据类型,指针标识在其所指数据类型前；参数表后以"@Z"标识整个名字的结束，如果该函数无参数，则以"XZ"标识结束。 
__cdecl调用约定规则同上面的__stdcall调用约定，只是参数表的开始标识由上面的"@@YG"变为"@@YA"。 
__fastcall调用约定规则同上面的__stdcall调用约定，只是参数表的开始标识由上面的"@@YG"变为"@@YI"。


三、DLL工程
VC6中可以直接使用Win32 DLL开始DLL的编写。这种方法是没有MFC支持，直接使用win32 API来完成的。
VC6中有三种形式的MFC DLL可供选择，即Regular statically linked to MFC DLL（标准静态链接MFC DLL）、Regular using the shared MFC DLL（标准动态链接MFC DLL）以及Extension MFC DLL（扩展MFC DLL）。第一种DLL在编译时把使用的MFC代码链接到DLL中，执行程序时不需要其他MFC动态链接类库的支持，但体积较大；第二种DLL在运行时动态链接到MFC类库，因而体积较小，但却依赖于MFC动态链接类库的支持；这两种DLL均可被MFC程序和Win32程序使用。第三种DLL的也是动态连接，但做为MFC类库的扩展，只能被MFC程序使用。 


输出函数的方法有以下几种： 
1、传统的方法 
在模块定义文件的 EXPORT 部分指定要输入的函数或者变量。语法格式如下： 
entryname[=internalname] [@ordinal[NONAME]] [DATA] [PRIVATE] 
其中： 
entryname 是输出的函数或者数据被引用的名称； 
internalname 同 entryname; 
@ordinal 表示在输出表中的顺序号(index)； 
NONAME 仅仅在按顺序号输出时被使用（不使用 entryname ）；
DATA 表示输出的是数据项，使用 DLL 输出数据的程序必须声明该数据项为 _declspec(DLLimport)。
上述各项中，只有 entryname 项是必须的，其他可以省略。
对于"C"函数来说，entryname 可以等同于函数名；但是对 "C++" 函数（成员函数、非成员函数）来说，entryname 是修饰名。可以从 .map 映像文件中得到要输出函数的修饰名，或者用VC的bin目录中的DUMPBIN /SYMBOLS 得到，然后把它们写在 .def 文件的输出模块。 
如果要输出一个 "C++" 类，则把要输出的数据和成员的修饰名都写入 .def 模块定义文件。
 
2、在命令行输出 
对链接程序 LINK 指定 /EXPORT 命令行参数，输出有关函数。 


3、使用 MFC 提供的修饰符号 _declspec(DLLexport) 
在要输出的函数、类、数据的声明前加上 _declspec(DLLexport) 修饰符表示输出。__declspec(DLLexport) 在 C 调用约定、C 编译情况下可以去掉输出函数名的下划线前缀。extern "C" 使得在 C++ 中使用 C 编译方式成为可能。在"C++"下定义"C"函数需要加 extern "C" 关键词。用 extern "C" 来指明该函数使用 C 编译方式。输出的 "C" 函数可以从 "C" 代码里调用。 
例如，在一个 C++ 文件中，有如下函数： 
extern "C" {void __declspec(DLLexport) __cdecl Test(int var);} 
其输出函数名为：Test 


MFC提供了一些宏，就有这样的作用。
AFX_CLASS_IMPORT：__declspec(DLLexport) 
AFX_API_IMPORT：__declspec(DLLexport) 
AFX_DATA_IMPORT：__declspec(DLLexport) 
AFX_CLASS_EXPORT：__declspec(DLLexport) 
AFX_API_EXPORT：__declspec(DLLexport) 
AFX_DATA_EXPORT：__declspec(DLLexport) 
AFX_EXT_CLASS： #ifdef _AFXEXT 
AFX_CLASS_EXPORT 
#else 
AFX_CLASS_IMPORT 
AFX_EXT_API：#ifdef _AFXEXT 
AFX_API_EXPORT 
#else 
AFX_API_IMPORT 
AFX_EXT_DATA：#ifdef _AFXEXT 
AFX_DATA_EXPORT 
#else 
AFX_DATA_IMPORT 


四、调用DLL
可以通过下列方式调用 DLL 中的函数：
1.静态调用，也称为隐式调用，是在程序加载时加载DLL。这种方式由编译系统完成对DLL的加载和当应用程序结束时DLL卸载的编码（Windows系统负责对DLL调用次数的计数），调用方式简单，能够满足通常的要求。通常采用的调用方式是把产生动态连接库时产生的.LIB文件加入到应用程序的工程中，想使用DLL中的函数时，只须在源文件中声明一下。
LIB文件包含了每一个DLL导出函数的符号名和可选择的标识号以及DLL文件名，不含有实际的代码。
2.动态调用，即显式调用方式，是在程序运行时加载DLL。这种方式是由编程者用API函数加载和卸载DLL来达到调用DLL的目的，比较复杂，但能更加有效地使用内存，是编制大型应用程序时的重要方式。
在Windows系统中，与动态库调用有关的函数包括： 
LoadLibrary（或MFC 的AfxLoadLibrary），装载动态库。
GetProcAddress，获取要引入的函数，将符号名或标识号转换为DLL内部地址。需要函数的修饰名为参数，可以使用VC自带的工具Depends查看相应的DLL来得到。
FreeLibrary（或MFC的AfxFreeLibrary），释放动态链接库。


在链接时，Windows 首先搜索预安装的一组 DLL，例如性能库 (Kernel32.dll) 和安全库 (User32.dll)。然后，Windows 按以下顺序搜索 DLL： 
1. 当前进程的可执行程序所在的目录。 
2. 当前目录。 
3. Windows 系统目录。（GetSystemDirectory 函数获取 Windows 系统目录的路径。） 
4. Windows 目录。（GetWindowsDirectory 函数获取 Windows 目录的路径。） 
5. PATH 环境变量中列出的目录。