动态链接库DLL技术(转载)

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基于Visual C++6.0的DLL编程实现 收藏
基于Visual C++6.0的DLL编程实现

2003-3-28 12:44:42   YESKY   刘涛   阅读次数: 14498
一、前言

  自从微软推出16位的Windows操作系统起,此后每种版本的Windows操作系统都非常依赖于动态链接库(DLL)中的函数和数据,实际上Windows操作系统中几乎所有的内容都由DLL以一种或另外一种形式代表着,例如显示的字体和图标存储在GDI DLL中、显示Windows桌面和处理用户的输入所需要的代码被存储在一个User DLL中、Windows编程所需要的大量的API函数也被包含在Kernel DLL中。

  在Windows操作系统中使用DLL有很多优点,最主要的一点是多个应用程序、甚至是不同语言编写的应用程序可以共享一个DLL文件,真正实现了资源"共享",大大缩小了应用程序的执行代码,更加有效的利用了内存;使用DLL的另一个优点是DLL文件作为一个单独的程序模块,封装性、独立性好,在软件需要升级的时候,开发人员只需要修改相应的DLL文件就可以了,而且,当DLL中的函数改变后,只要不是参数的改变,程序代码并不需要重新编译。这在编程时十分有用,大大提高了软件开发和维护的效率。

  既然DLL那么重要,所以搞清楚什么是DLL、如何在Windows操作系统中开发使用DLL是程序开发人员不得不解决的一个问题。本文针对这些问题,通过一个简单的例子,即在一个DLL中实现比较最大、最小整数这两个简单函数,全面地解析了在Visual C++编译环境下编程实现DLL的过程,文章中所用到的程序代码在Windows98系统、Visual C++6.0编译环境下通过。

  二、DLL的概念

  DLL是建立在客户/服务器通信的概念上,包含若干函数、类或资源的库文件,函数和数据被存储在一个DLL(服务器)上并由一个或多个客户导出而使用,这些客户可以是应用程序或者是其它的DLL。DLL库不同于静态库,在静态库情况下,函数和数据被编译进一个二进制文件(通常扩展名为*.LIB),Visual C++的编译器在处理程序代码时将从静态库中恢复这些函数和数据并把他们和应用程序中的其他模块组合在一起生成可执行文件。这个过程称为"静态链接",此时因为应用程序所需的全部内容都是从库中复制了出来,所以静态库本身并不需要与可执行文件一起发行。

  在动态库的情况下,有两个文件,一个是引入库(.LIB)文件,一个是DLL文件,引入库文件包含被DLL导出的函数的名称和位置,DLL包含实际的函数和数据,应用程序使用LIB文件链接到所需要使用的DLL文件,库中的函数和数据并不复制到可执行文件中,因此在应用程序的可执行文件中,存放的不是被调用的函数代码,而是DLL中所要调用的函数的内存地址,这样当一个或多个应用程序运行是再把程序代码和被调用的函数代码链接起来,从而节省了内存资源。从上面的说明可以看出,DLL和.LIB文件必须随应用程序一起发行,否则应用程序将会产生错误。

  微软的Visual C++支持三种DLL,它们分别是Non-MFC Dll(非MFC动态库)、Regular Dll(常规DLL)、Extension Dll(扩展DLL)。Non-MFC DLL指的是不用MFC的类库结构,直接用C语言写的DLL,其导出的函数是标准的C接口,能被非MFC或MFC编写的应用程序所调用。Regular DLL:和下述的Extension Dlls一样,是用MFC类库编写的,它的一个明显的特点是在源文件里有一个继承CWinApp的类(注意:此类DLL虽然从CWinApp派生,但没有消息循环),被导出的函数是C函数、C++类或者C++成员函数(注意不要把术语C++类与MFC的微软基础C++类相混淆),调用常规DLL的应用程序不必是MFC应用程序,只要是能调用类C函数的应用程序就可以,它们可以是在Visual C++、Dephi、Visual Basic、Borland C等编译环境下利用DLL开发应用程序。

  常规DLL又可细分成静态链接到MFC和动态链接到MFC上的,这两种常规DLL的区别将在下面介绍。与常规DLL相比,使用扩展DLL用于导出增强MFC基础类的函数或子类,用这种类型的动态链接库,可以用来输出一个从MFC所继承下来的类。

  扩展DLL是使用MFC的动态链接版本所创建的,并且它只被用MFC类库所编写的应用程序所调用。例如你已经创建了一个从MFC的CtoolBar类的派生类用于创建一个新的工具栏,为了导出这个类,你必须把它放到一个MFC扩展的DLL中。扩展DLL 和常规DLL不一样,它没有一个从CWinApp继承而来的类的对象,所以,开发人员必须在DLL中的DllMain函数添加初始化代码和结束代码。
三、动态链接库的创建

  在Visual C++6.0开发环境下,打开File\New\Project选项,可以选择Win32 Dynamic-Link Library或MFC AppWizard[dll]来以不同的方式来创建Non-MFC Dll、Regular Dll、Extension Dll等不同种类的动态链接库。

  1. Win32 Dynamic-Link Library方式创建Non-MFC DLL动态链接库

  每一个DLL必须有一个入口点,这就象我们用C编写的应用程序一样,必须有一个WINMAIN函数一样。在Non-MFC DLL中DllMain是一个缺省的入口函数,你不需要编写自己的DLL入口函数,用这个缺省的入口函数就能使动态链接库被调用时得到正确的初始化。如果应用程序的DLL需要分配额外的内存或资源时,或者说需要对每个进程或线程初始化和清除操作时,需要在相应的DLL工程的.CPP文件中对DllMain()函数按照下面的格式书写。


BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule,DWORD ul_reason_for_call,LPVOID lpReserved)
{
switch( ul_reason_for_call )
{
case DLL_PROCESS_ATTACH:
.......
case DLL_THREAD_ATTACH:
.......
case DLL_THREAD_DETACH:
.......
case DLL_PROCESS_DETACH:
.......
}
return TRUE;
}

  参数中,hMoudle是动态库被调用时所传递来的一个指向自己的句柄(实际上,它是指向_DGROUP段的一个选择符);ul_reason_for_call是一个说明动态库被调原因的标志,当进程或线程装入或卸载动态链接库的时候,操作系统调用入口函数,并说明动态链接库被调用的原因,它所有的可能值为:DLL_PROCESS_ATTACH: 进程被调用、DLL_THREAD_ATTACH: 线程被调用、DLL_PROCESS_DETACH: 进程被停止、DLL_THREAD_DETACH: 线程被停止;lpReserved为保留参数。到此为止,DLL的入口函数已经写了,剩下部分的实现也不难,你可以在DLL工程中加入你所想要输出的函数或变量了。

  我们已经知道DLL是包含若干个函数的库文件,应用程序使用DLL中的函数之前,应该先导出这些函数,以便供给应用程序使用。要导出这些函数有两种方法,一是在定义函数时使用导出关键字_declspec(dllexport),另外一种方法是在创建DLL文件时使用模块定义文件.Def。需要读者注意的是在使用第一种方法的时候,不能使用DEF文件。下面通过两个例子来说明如何使用这两种方法创建DLL文件。

  1)使用导出函数关键字_declspec(dllexport)创建MyDll.dll,该动态链接库中有两个函数,分别用来实现得到两个数的最大和最小数。在MyDll.h和MyDLL.cpp文件中分别输入如下原代码:


//MyDLL.h
extern "C" _declspec(dllexport) int Max(int a, int b);
extern "C" _declspec(dllexport) int Min(int a, int b);
//MyDll.cpp
#include
#include"MyDll.h"
int Max(int a, int b)
{
if(a>=b)return a;
else
return b;
}
int Min(int a, int b)
{
if(a>=b)return b;
else
return a;
}

  该动态链接库编译成功后,打开MyDll工程中的debug目录,可以看到MyDll.dll、MyDll.lib两个文件。LIB文件中包含DLL文件名和DLL文件中的函数名等,该LIB文件只是对应该DLL文件的"映像文件",与DLL文件中,LIB文件的长度要小的多,在进行隐式链接DLL时要用到它。读者可能已经注意到在MyDll.h中有关键字"extern C",它可以使其他编程语言访问你编写的DLL中的函数。

  2)用.def文件创建工程MyDll

  为了用.def文件创建DLL,请先删除上个例子创建的工程中的MyDll.h文件,保留MyDll.cpp并在该文件头删除#include MyDll.h语句,同时往该工程中加入一个文本文件,命名为MyDll.def,再在该文件中加入如下代码:

LIBRARY MyDll
EXPORTS
Max
Min

  其中LIBRARY语句说明该def文件是属于相应DLL的,EXPORTS语句下列出要导出的函数名称。我们可以在.def文件中的导出函数后加@n,如Max@1,Min@2,表示要导出的函数顺序号,在进行显式连时可以用到它。该DLL编译成功后,打开工程中的Debug目录,同样也会看到MyDll.dll和MyDll.lib文件。

  2.MFC AppWizard[dll]方式生成常规/扩展DLL

  在MFC AppWizard[dll]下生成DLL文件又有三种方式,在创建DLL是,要根据实际情况选择创建DLL的方式。一种是常规DLL静态链接到MFC,另一种是常规DLL动态链接到MFC。两者的区别是:前者使用的是MFC的静态链接库,生成的DLL文件长度大,一般不使用这种方式,后者使用MFC的动态链接库,生成的DLL文件长度小;动态链接到MFC的规则DLL所有输出的函数应该以如下语句开始:


AFX_MANAGE_STATE(AfxGetStaticModuleState( )) //此语句用来正确地切换MFC模块状态

  最后一种是MFC扩展DLL,这种DLL特点是用来建立MFC的派生类,Dll只被用MFC类库所编写的应用程序所调用。前面我们已经介绍过,Extension DLLs 和Regular DLLs不一样,它没有一个从CWinApp继承而来的类的对象,编译器默认了一个DLL入口函数DLLMain()作为对DLL的初始化,你可以在此函数中实现初始化,代码如下:


BOOL WINAPI APIENTRY DLLMain(HINSTANCE hinstDll,DWORD reason ,LPVOID flmpload)
{
switch(reason)
{
……………//初始化代码;
}
return true;
}

  参数hinstDll存放DLL的句柄,参数reason指明调用函数的原因,lpReserved是一个被系统所保留的参数。对于隐式链接是一个非零值,对于显式链接值是零。

  在MFC下建立DLL文件,会自动生成def文件框架,其它与建立传统的Non-MFC DLL没有什么区别,只要在相应的头文件写入关键字_declspec(dllexport)函数类型和函数名等,或在生成的def文件中EXPORTS下输入函数名就可以了。需要注意的是在向其它开发人员分发MFC扩展DLL 时,不要忘记提供描述DLL中类的头文件以及相应的.LIB文件和DLL本身,此后开发人员就能充分利用你开发的扩展DLL了。
四、动态链接库DLL的链接

  应用程序使用DLL可以采用两种方式:一种是隐式链接,另一种是显式链接。在使用DLL之前首先要知道DLL中函数的结构信息。Visual C++6.0在VC\bin目录下提供了一个名为Dumpbin.exe的小程序,用它可以查看DLL文件中的函数结构。另外,Windows系统将遵循下面的搜索顺序来定位DLL: 1.包含EXE文件的目录,2.进程的当前工作目录, 3.Windows系统目录, 4.Windows目录,5.列在Path环境变量中的一系列目录。

  1.隐式链接

  隐式链接就是在程序开始执行时就将DLL文件加载到应用程序当中。实现隐式链接很容易,只要将导入函数关键字_declspec(dllimport)函数名等写到应用程序相应的头文件中就可以了。下面的例子通过隐式链接调用MyDll.dll库中的Min函数。首先生成一个项目为TestDll,在DllTest.h、DllTest.cpp文件中分别输入如下代码:


//Dlltest.h
#pragma comment(lib,"MyDll.lib")
extern "C"_declspec(dllimport) int Max(int a,int b);
extern "C"_declspec(dllimport) int Min(int a,int b);
//TestDll.cpp
#include
#include"Dlltest.h"
void main()
{int a;
a=min(8,10)
printf("比较的结果为%d\n",a);
}


  在创建DllTest.exe文件之前,要先将MyDll.dll和MyDll.lib拷贝到当前工程所在的目录下面,也可以拷贝到windows的System目录下。如果DLL使用的是def文件,要删除TestDll.h文件中关键字extern "C"。TestDll.h文件中的关键字Progam commit是要Visual C+的编译器在link时,链接到MyDll.lib文件,当然,开发人员也可以不使用#pragma comment(lib,"MyDll.lib")语句,而直接在工程的Setting->Link页的Object/Moduls栏填入MyDll.lib既可。

  2.显式链接

  显式链接是应用程序在执行过程中随时可以加载DLL文件,也可以随时卸载DLL文件,这是隐式链接所无法作到的,所以显式链接具有更好的灵活性,对于解释性语言更为合适。不过实现显式链接要麻烦一些。在应用程序中用LoadLibrary或MFC提供的AfxLoadLibrary显式的将自己所做的动态链接库调进来,动态链接库的文件名即是上述两个函数的参数,此后再用GetProcAddress()获取想要引入的函数。自此,你就可以象使用如同在应用程序自定义的函数一样来调用此引入函数了。在应用程序退出之前,应该用FreeLibrary或MFC提供的AfxFreeLibrary释放动态链接库。下面是通过显式链接调用DLL中的Max函数的例子。


#include
#include
void main(void)
{
typedef int(*pMax)(int a,int b);
typedef int(*pMin)(int a,int b);
HINSTANCE hDLL;
PMax Max
HDLL=LoadLibrary("MyDll.dll");//加载动态链接库MyDll.dll文件;
Max=(pMax)GetProcAddress(hDLL,"Max");
A=Max(5,8);
Printf("比较的结果为%d\n",a);
FreeLibrary(hDLL);//卸载MyDll.dll文件;
}

  在上例中使用类型定义关键字typedef,定义指向和DLL中相同的函数原型指针,然后通过LoadLibray()将DLL加载到当前的应用程序中并返回当前DLL文件的句柄,然后通过GetProcAddress()函数获取导入到应用程序中的函数指针,函数调用完毕后,使用FreeLibrary()卸载DLL文件。在编译程序之前,首先要将DLL文件拷贝到工程所在的目录或Windows系统目录下。

  使用显式链接应用程序编译时不需要使用相应的Lib文件。另外,使用GetProcAddress()函数时,可以利用MAKEINTRESOURCE()函数直接使用DLL中函数出现的顺序号,如将GetProcAddress(hDLL,"Min")改为GetProcAddress(hDLL, MAKEINTRESOURCE(2))(函数Min()在DLL中的顺序号是2),这样调用DLL中的函数速度很快,但是要记住函数的使用序号,否则会发生错误。

  本文通过通俗易懂的方式,全面介绍了动态链接库的概念、动态链接库的创建和动态链接库的链接,并给出个简单明了的例子,相信读者看了本文后,能够创建自己的动态链接库并应用到后续的软件开发当中去了,当然,读者要熟练操作DLL,还需要在大量的实践中不断摸索,希望本文能起到抛砖引玉的作用。

本文来自CSDN博客,转载请标明出处:http://blog.csdn.net/shuxin1979/archive/2004/08/03/59641.aspx

 

我的Dll(动态链接库)学习笔记 rivershan(原作) 收藏
我的Dll(动态链接库)学习笔记    rivershan(原作)

DLL(Dynamic Link Libraries)专题:

    比较大的应用程序都由很多模块组成,这些模块分别完成相对独立的功能,它们彼此协作来完成整个软件系统的工作。可能存在一些模块的功能较为通用,在构造其它软件系统时仍会被使用。在构造软件系统时,如果将所有模块的源代码都静态编译到整个应用程序EXE文件中,会产生一些问题:一个缺点是增加了应用程序的大小,它会占用更多的磁盘空间,程序运行时也会消耗较大的内存空间,造成系统资源的浪费;另一个缺点是,在编写大的EXE程序时,在每次修改重建时都必须调整编译所有源代码,增加了编译过程的复杂性,也不利于阶段性的单元测试。

    Windows系统平台上提供了一种完全不同的较有效的编程和运行环境,你可以将独立的程序模块创建为较小的DLL(Dynamic Linkable Library)文件,并可对它们单独编译和测试。在运行时,只有当EXE程序确实要调用这些DLL模块的情况下,系统才会将它们装载到内存空间中。这种方式不仅减少了EXE文件的大小和对内存空间的需求,而且使这些DLL模块可以同时被多个应用程序使用。Windows自己就将一些主要的系统功能以DLL模块的形式实现。

    一般来说,DLL是一种磁盘文件,以.DLL、.DRV、.FON、.SYS和许多以.EXE为扩展名的系统文件都可以是DLL。它由全局数据、服务函数和资源组成,在运行时被系统加载到进程的虚拟空间中,成为调用进程的一部分。如果与其它DLL之间没有冲突,该文件通常映射到进程虚拟空间的同一地址上。DLL模块中包含各种导出函数,用于向外界提供服务。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。

    在Win32环境中,每个进程都复制了自己的读/写全局变量。如果想要与其它进程共享内存,必须使用内存映射文件或者声明一个共享数据段。DLL模块需要的堆栈内存都是从运行进程的堆栈中分配出来的。Windows在加载DLL模块时将进程函数调用与DLL文件的导出函数相匹配。Windows操作系统对DLL的操作仅仅是把DLL映射到需要它的进程的虚拟地址空间里去。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.       

一、关于调用方式:

1、静态调用方式:由编译系统完成对DLL的加载和应用程序结束时DLL卸载的编码(如还有其它程序使用该DLL,则Windows对DLL的应用记录减1,直到所有相关程序都结束对该DLL的使用时才释放它),简单实用,但不够灵活,只能满足一般要求。

 隐式的调用:需要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,只须说明一下。隐式调用不需要调用LoadLibrary()和FreeLibrary()。程序员在建立一个DLL文件时,链接程序会自动生成一个与之对应的LIB导入文件。该文件包含了每一个DLL导出函数的符号名和可选的标识号,但是并不含有实际的代码。LIB文件作为DLL的替代文件被编译到应用程序项目中。当程序员通过静态链接方式编译生成应用程序时,应用程序中的调用函数与LIB文件中导出符号相匹配,这些符号或标识号进入到生成的EXE文件中。LIB文件中也包含了对应的DLL文件名(但不是完全的路径名),链接程序将其存储在EXE文件内部。当应用程序运行过程中需要加载DLL文件时,Windows根据这些信息发现并加载DLL,然后通过符号名或标识号实现对DLL函数的动态链接。所有被应用程序调用的DLL文件都会在应用程序EXE文件加载时被加载在到内存中。可执行程序链接到一个包含DLL输出函数信息的输入库文件(.LIB文件)。操作系统在加载使用可执行程序时加载DLL。可执行程序直接通过函数名调用DLL的输出函数,调用方法和程序内部其他的函数是一样的。


2、动态调用方式:是由编程者用API函数加载和卸载DLL来达到调用DLL的目的,使用上较复杂,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。

 显式的调用:是指在应用程序中用LoadLibrary或MFC提供的AfxLoadLibrary显式的将自己所做的动态连接库调进来,动态连接库的文件名即是上面两个函数的参数,再用GetProcAddress()获取想要引入的函数。自此,你就可以象使用如同本应用程序自定义的函数一样来调用此引入函数了。在应用程序退出之前,应该用FreeLibrary或MFC提供的AfxFreeLibrary释放动态连接库。直接调用Win32 的LoadLibary函数,并指定DLL的路径作为参数。LoadLibary返回HINSTANCE参数,应用程序在调用GetProcAddress函数时使用这一参数。GetProcAddress函数将符号名或标识号转换为DLL内部的地址。程序员可以决定DLL文件何时加载或不加载,显式链接在运行时决定加载哪个DLL文件。使用DLL的程序在使用之前必须加载(LoadLibrary)加载DLL从而得到一个DLL模块的句柄,然后调用GetProcAddress函数得到输出函数的指针,在退出之前必须卸载DLL(FreeLibrary)。

    Windows将遵循下面的搜索顺序来定位DLL:
1.包含EXE文件的目录,
2.进程的当前工作目录,
3.Windows系统目录,
4.Windows目录,
5.列在Path环境变量中的一系列目录。

二、MFC中的dll:

a、Non-MFC DLL:指的是不用MFC的类库结构,直接用C语言写的DLL,其输出的函数一般用的是标准C接口,并能被非MFC或MFC编写的应用程序所调用。

b、Regular DLL:和下述的Extension Dlls一样,是用MFC类库编写的。明显的特点是在源文件里有一个继承CWinApp的类。其又可细分成静态连接到MFC和动态连接到MFC上的。

静态连接到MFC的动态连接库只被VC的专业般和企业版所支持。该类DLL应用程序里头的输出函数可以被任意Win32程序使用,包括使用MFC的应用程序。输入函数有如下形式:
extern "C" EXPORT YourExportedFunction( );
如果没有extern “C”修饰,输出函数仅仅能从C++代码中调用。
DLL应用程序从CWinApp派生,但没有消息循环。

动态链接到MFC的规则DLL应用程序里头的输出函数可以被任意Win32程序使用,包括使用MFC的应用程序。但是,所有从DLL输出的函数应该以如下语句开始:
AFX_MANAGE_STATE(AfxGetStaticModuleState( ))
此语句用来正确地切换MFC模块状态。

Regular DLL能够被所有支持DLL技术的语言所编写的应用程序所调用。在这种动态连接库中,它必须有一个从CWinApp继承下来的类,DllMain函数被MFC所提供,不用自己显式的写出来。

c、Extension DLL:用来实现从MFC所继承下来的类的重新利用,也就是说,用这种类型的动态连接库,可以用来输出一个从MFC所继承下来的类。它输出的函数仅可以被使用MFC且动态链接到MFC的应用程序使用。可以从MFC继承你所想要的、更适于你自己用的类,并把它提供给你的应用程序。你也可随意的给你的应用程序提供MFC或MFC继承类的对象指针。Extension DLL使用MFC的动态连接版本所创建的,并且它只被用MFC类库所编写的应用程序所调用。Extension DLLs 和Regular DLLs不一样,它没有一个从CWinApp继承而来的类的对象,所以,你必须为自己DllMain函数添加初始化代码和结束代码。

和规则DLL相比,有以下不同:

1、它没有一个从CWinApp派生的对象;
2、它必须有一个DllMain函数;
3、DllMain调用AfxInitExtensionModule函数,必须检查该函数的返回值,如果返回0,DllMmain也返回0;
4、如果它希望输出CRuntimeClass类型的对象或者资源(Resources),则需要提供一个初始化函数来创建一个CDynLinkLibrary对象。并且,有必要把初始化函数输出;
5、使用扩展DLL的MFC应用程序必须有一个从CWinApp派生的类,而且,一般在InitInstance里调用扩展DLL的初始化函数。

三、dll入口函数:

1、每一个DLL必须有一个入口点,DllMain是一个缺省的入口函数。DllMain负责初始化(Initialization)和结束(Termination)工作,每当一个新的进程或者该进程的新的线程访问DLL时,或者访问DLL的每一个进程或者线程不再使用DLL或者结束时,都会调用DllMain。但是,使用TerminateProcess或TerminateThread结束进程或者线程,不会调用DllMain。

DllMain的函数原型:
BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule,DWORD ul_reason_for_call,LPVOID lpReserved)
{
 switch(ul_reason_for_call)
 {
 case DLL_PROCESS_ATTACH:
 .......
 case DLL_THREAD_ATTACH:
 .......
 case DLL_THREAD_DETACH:
 .......
 case DLL_PROCESS_DETACH:
 .......
 return TRUE;
 }
}

参数:
hMoudle:是动态库被调用时所传递来的一个指向自己的句柄(实际上,它是指向_DGROUP段的一个选择符);
ul_reason_for_call:是一个说明动态库被调原因的标志。当进程或线程装入或卸载动态连接库的时候,操作系统调用入口函数,并说明动态连接库被调用的原因。它所有的可能值为:
DLL_PROCESS_ATTACH: 进程被调用;
DLL_THREAD_ATTACH: 线程被调用;
DLL_PROCESS_DETACH: 进程被停止;
DLL_THREAD_DETACH: 线程被停止;
lpReserved:是一个被系统所保留的参数。

2、_DllMainCRTStartup

 为了使用“C”运行库(CRT,C Run time Library)的DLL版本(多线程),一个DLL应用程序必须指定_DllMainCRTStartup为入口函数,DLL的初始化函数必须是DllMain。

 _DllMainCRTStartup完成以下任务:当进程或线程捆绑(Attach)到DLL时为“C”运行时的数据(C Runtime Data)分配空间和初始化并且构造全局“C++”对象,当进程或者线程终止使用DLL(Detach)时,清理C Runtime Data并且销毁全局“C++”对象。它还调用DllMain和RawDllMain函数。

 RawDllMain在DLL应用程序动态链接到MFC DLL时被需要,但它是静态的链接到DLL应用程序的。在讲述状态管理时解释其原因。

四、关于约定:

动态库输出函数的约定有两种:调用约定和名字修饰约定。

1)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。

函数调用约定有多种,这里简单说一下:

   1、__stdcall调用约定相当于16位动态库中经常使用的PASCAL调用约定。在32位的VC++5.0中PASCAL调用约定不再被支持(实际上它已被定义为__stdcall。除了__pascal外,__fortran和__syscall也不被支持),取而代之的是__stdcall调用约定。两者实质上是一致的,即函数的参数自右向左通过栈传递,被调用的函数在返回前清理传送参数的内存栈,但不同的是函数名的修饰部分(关于函数名的修饰部分在后面将详细说明)。

    _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、C调用约定(即用__cdecl关键字说明)按从右至左的顺序压参数入栈,由调用者把参数弹出栈。对于传送参数的内存栈是由调用者来维护的(正因为如此,实现可变参数的函数只能使用该调用约定)。另外,在函数名修饰约定方面也有所不同。

    _cdecl是C和C++程序的缺省调用方式。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。VC将函数编译后会在函数名前面加上下划线前缀。是MFC缺省调用约定。

    3、__fastcall调用约定是“人”如其名,它的主要特点就是快,因为它是通过寄存器来传送参数的(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),在函数名修饰约定方面,它和前两者均不同。

    _fastcall方式的函数采用寄存器传递参数,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不产生这样的代码。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。

    要完全模仿PASCAL调用约定首先必须使用__stdcall调用约定,至于函数名修饰约定,可以通过其它方法模仿。还有一个值得一提的是WINAPI宏,Windows.h支持该宏,它可以将出函数翻译成适当的调用约定,在WIN32中,它被定义为__stdcall。使用WINAPI宏可以创建自己的APIs。

2)名字修饰约定

1、修饰名(Decoration name)

“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。有些情况下使用函数的修饰名是必要的,如在模块定义文件里头指定输出“C++”重载函数、构造函数、析构函数,又如在汇编代码里调用“C””或“C++”函数等。

修饰名由函数名、类名、调用约定、返回类型、参数等共同决定。

2、名字修饰约定随调用约定和编译种类(C或C++)的不同而变化。函数名修饰约定随编译种类和调用约定的不同而不同,下面分别说明。

    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。

    它们均不改变输出函数名中的字符大小写,这和PASCAL调用约定不同,PASCAL约定输出的函数名无任何修饰且全部大写。

    b、C++编译时函数名修饰约定规则:

__stdcall调用约定:
          1、以“?”标识函数名的开始,后跟函数名;
          2、函数名后面以“@@YG”标识参数表的开始,后跟参数表;
          3、参数表以代号表示:
             X--void ,
             D--char,
             E--unsigned char,
             F--short,
             H--int,
             I--unsigned int,
             J--long,
             K--unsigned long,
             M--float,
             N--double,
             _N--bool,
             ....
             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;
          4、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;
          5、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“Z”标识结束。

    其格式为“?functionname@@YG*****@Z”或“?functionname@@YG*XZ”,例如
          int Test1(char *var1,unsigned long)-----“?Test1@@YGHPADK@Z”
          void Test2()                       -----“?Test2@@YGXXZ”

__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”。

    VC++对函数的省缺声明是"__cedcl",将只能被C/C++调用.
   
五、关于DLL的函数:

    动态链接库中定义有两种函数:导出函数(export function)和内部函数(internal function)。导出函数可以被其它模块调用,内部函数在定义它们的DLL程序内部使用。

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,或者使用DUMPBIN /SYMBOLS得到,然后把它们写在.def文件的输出模块。DUMPBIN是VC提供的一个工具。

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)的修饰符,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

 像AFX_EXT_CLASS这样的宏,如果用于DLL应用程序的实现中,则表示输出(因为_AFX_EXT被定义,通常是在编译器的标识参数中指定该选项/D_AFX_EXT);如果用于使用DLL的应用程序中,则表示输入(_AFX_EXT没有定义)。

 要输出整个的类,对类使用_declspec(_dllexpot);要输出类的成员函数,则对该函数使用_declspec(_dllexport)。如:

class AFX_EXT_CLASS CTextDoc : public CDocument
{
 …
}

extern "C" AFX_EXT_API void WINAPI InitMYDLL();

 这几种方法中,最好采用第三种,方便好用;其次是第一种,如果按顺序号输出,调用效率会高些;最次是第二种。

六、模块定义文件(.DEF)

 模块定义文件(.DEF)是一个或多个用于描述DLL属性的模块语句组成的文本文件,每个DEF文件至少必须包含以下模块定义语句:

* 第一个语句必须是LIBRARY语句,指出DLL的名字;
* EXPORTS语句列出被导出函数的名字;将要输出的函数修饰名罗列在EXPORTS之下,这个名字必须与定义函数的名字完全一致,如此就得到一个没有任何修饰的函数名了。
* 可以使用DESCRIPTION语句描述DLL的用途(此句可选);
* ";"对一行进行注释(可选)。

七、DLL程序和调用其输出函数的程序的关系

1、dll与进程、线程之间的关系

DLL模块被映射到调用它的进程的虚拟地址空间。
DLL使用的内存从调用进程的虚拟地址空间分配,只能被该进程的线程所访问。
DLL的句柄可以被调用进程使用;调用进程的句柄可以被DLL使用。
DLL使用调用进程的栈。

2、关于共享数据段

 DLL定义的全局变量可以被调用进程访问;DLL可以访问调用进程的全局数据。使用同一DLL的每一个进程都有自己的DLL全局变量实例。如果多个线程并发访问同一变量,则需要使用同步机制;对一个DLL的变量,如果希望每个使用DLL的线程都有自己的值,则应该使用线程局部存储(TLS,Thread Local Strorage)。

    在程序里加入预编译指令,或在开发环境的项目设置里也可以达到设置数据段属性的目的.必须给这些变量赋初值,否则编译器会把没有赋初始值的变量放在一个叫未被初始化的数据段中。

                                     rivershan原创于2002年9月18日


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