DLL编写教程【一】

很久没有更新博客了,转载一篇文章,冒个泡。

原文地址:http://www.blogjava.net/wxb_nudt/archive/2007/09/11/144371.html

半年不能上网,最近网络终于通了,终于可以更新博客了,写点什么呢?决定最近写一个编程技术系列,其内容是一些通用的编程技术。例如DLL,COM,Socket,多线程等等。这些技术的特点就是使用广泛,但是误解很多;网上教程很多,但是几乎没有什么优质良品。我以近几个月来的编程经验发现,很有必要好好的总结一下这些编程技术了。一来对自己是总结提高,二来可以方便光顾我博客的朋友。

好了,废话少说,言归正传。第一篇就是《DLL编写教程》,为什么起这么土的名字呢?为什么不叫《轻轻松松写DLL》或者《DLL一日通》呢?或者更nb的《深入简出DLL》呢?呵呵,常常上网搜索资料的弟兄自然知道。

本文对通用的DLL技术做了一个总结,并提供了源代码打包下载,下载地址为:

http://www.blogjava.net/Files/wxb_nudt/DLL_SRC.rar

DLL的优点

简单的说,dll有以下几个优点:

1)      节省内存。同一个软件模块,若是以源代码的形式重用,则会被编译到不同的可执行程序中,同时运行这些exe时这些模块的二进制码会被重复加载到内存中。如果使用dll,则只在内存中加载一次,所有使用该dll的进程会共享此块内存(当然,像dll中的全局变量这种东西是会被每个进程复制一份的)。

2)      不需编译的软件系统升级,若一个软件系统使用了dll,则该dll被改变(函数名不变)时,系统升级只需要更换此dll即可,不需要重新编译整个系统。事实上,很多软件都是以这种方式升级的。例如我们经常玩的星际、魔兽等游戏也是这样进行版本升级的。

3)      Dll库可以供多种编程语言使用,例如用c编写的dll可以在vb中调用。这一点上DLL还做得很不够,因此在dll的基础上发明了COM技术,更好的解决了一系列问题。

最简单的dll

开始写dll之前,你需要一个c/c++编译器和链接器,并关闭你的IDE。是的,把你的VC和C++ BUILDER之类的东东都关掉,并打开你以往只用来记电话的记事本程序。不这样做的话,你可能一辈子也不明白dll的真谛。我使用了VC自带的cl编译器和link链接器,它们一般都在vc的bin目录下。(若你没有在安装vc的时候选择注册环境变量,那么就立刻将它们的路径加入path吧)如果你还是因为离开了IDE而害怕到哭泣的话,你可以关闭这个页面并继续去看《VC++技术内幕》之类无聊的书了。

最简单的dll并不比c的helloworld难,只要一个DllMain函数即可,包含objbase.h头文件(支持COM技术的一个头文件)。若你觉得这个头文件名字难记,那么用windows.H也可以。源代码如下: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是每个dll的入口函数,如同c的main函数一样。DllMain带有三个参数,hModule表示本dll的实例句柄(听不懂就不理它,写过windows程序的自然懂),dwReason表示dll当前所处的状态,例如DLL_PROCESS_ATTACH表示dll刚刚被加载到一个进程中,DLL_PROCESS_DETACH表示dll刚刚从一个进程中卸载。当然还有表示加载到线程中和从线程中卸载的状态,这里省略。最后一个参数是一个保留参数(目前和dll的一些状态相关,但是很少使用)。

从上面的程序可以看出,当dll被加载到一个进程中时,dll打印"Dll is attached!"语句;当dll从进程中卸载时,打印"Dll is detached!"语句。

编译dll需要以下两条命令:

cl /c dll_nolib.cpp

这条命令会将cpp编译为obj文件,若不使用/c参数则cl还会试图继续将obj链接为exe,但是这里是一个dll,没有main函数,因此会报错。不要紧,继续使用链接命令。

Link /dll dll_nolib.obj

这条命令会生成dll_nolib.dll。

注意,因为编译命令比较简单,所以本文不讨论nmake,有兴趣的可以使用nmake,或者写个bat批处理来编译链接dll。

加载DLL(显式调用)

使用dll大体上有两种方式,显式调用和隐式调用。这里首先介绍显式调用。编写一个客户端程序:dll_nolib_client.cpp

#include <windows.h>

#include <iostream.h>

int main(void)

{

    //加载我们的dll

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

    if (NULL != hinst)

    {

       cout<<"dll loaded!"<<endl;

    }

    return 0;

}

注意,调用dll使用LoadLibrary函数,它的参数就是dll的路径和名称,返回值是dll的句柄。 使用如下命令编译链接客户端:

Cl dll_nolib_client.cpp

并执行dll_nolib_client.exe,得到如下结果:

Dll is attached!

dll loaded!

Dll is detached!

以上结果表明dll已经被客户端加载过。但是这样仅仅能够将dll加载到内存,不能找到dll中的函数。

使用dumpbin命令查看DLL中的函数

Dumpbin命令可以查看一个dll中的输出函数符号名,键入如下命令:

Dumpbin –exports dll_nolib.dll

通过查看,发现dll_nolib.dll并没有输出任何函数。

如何在dll中定义输出函数

总体来说有两种方法,一种是添加一个def定义文件,在此文件中定义dll中要输出的函数;第二种是在源代码中待输出的函数前加上__declspec(dllexport)关键字。

Def文件

首先写一个带有输出函数的dll,源代码如下: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;

}

这个dll的def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

你会发现def的语法很简单,首先是LIBRARY关键字,指定dll的名字;然后一个可选的关键字DESCRIPTION,后面写上版权等信息(不写也可以);最后是EXPORTS关键字,后面写上dll中所有要输出的函数名或变量名,然后接上@以及依次编号的数字(从1到N),最后接上修饰符。

用如下命令编译链接带有def文件的dll:

Cl /c dll_def.cpp

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

再调用dumpbin查看生成的dll_def.dll:

Dumpbin –exports dll_def.dll

得到如下结果:

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

观察这一行

          1    0 00001000 FuncInDll

会发现该dll输出了函数FuncInDll。

显式调用DLL中的函数

写一个dll_def.dll的客户端程序:dll_def_client.cpp

#include <windows.h>

#include <iostream.h>

int main(void)

{

    //定义一个函数指针

    typedef void (* DLLWITHLIB )(void);

    //定义一个函数指针变量

    DLLWITHLIB pfFuncInDll = NULL;

    //加载我们的dll

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

    if (NULL != hinst)

    {

       cout<<"dll loaded!"<<endl;

    }

    //找到dll的FuncInDll函数

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

    //调用dll里的函数

    if (NULL != pfFuncInDll)

    {

       (*pfFuncInDll)();  

    }

    return 0;

}

有两个地方值得注意,第一是函数指针的定义和使用,不懂的随便找本c++书看看;第二是GetProcAddress的使用,这个API是用来查找dll中的函数地址的,第一个参数是DLL的句柄,即LoadLibrary返回的句柄,第二个参数是dll中的函数名称,即dumpbin中输出的函数名(注意,这里的函数名称指的是编译后的函数名,不一定等于dll源代码中的函数名)。

编译链接这个客户端程序,并执行会得到:

dll loaded!

FuncInDll is called!

这表明客户端成功调用了dll中的函数FuncInDll。

__declspec(dllexport)

为每个dll写def显得很繁杂,目前def使用已经比较少了,更多的是使用__declspec(dllexport)在源代码中定义dll的输出函数。

Dll写法同上,去掉def文件,并在每个要输出的函数前面加上声明__declspec(dllexport),例如:

__declspec(dllexport) void FuncInDll (void)

这里提供一个dll源程序dll_withlib.cpp,然后编译链接。链接时不需要指定/DEF:参数,直接加/DLL参数即可,

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

可知编译后的函数名为?FuncInDll@@YAXXZ,而并不是FuncInDll,这是因为c++编译器基于函数重载的考虑,会更改函数名,这样使用显式调用的时候,也必须使用这个更改后的函数名,这显然给客户带来麻烦。为了避免这种现象,可以使用extern “C”指令来命令c++编译器以c编译器的方式来命名该函数。修改后的函数声明为:

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

dumpbin命令结果:

1    0 00001000 FuncInDll

这样,显式调用时只需查找函数名为FuncInDll的函数即可成功。

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