4.2 聲明導出函數
DLL中導出函數的聲明有兩種方式:一種為4.1節例子中給出的在函數聲明中加上__declspec(dllexport),這裡不再舉例說明;另外一種方式是采用模塊定義(。def) 文件聲明,。def文件為鏈接器提供了有關被鏈接程序的導出、屬性及其他方面的信息。
下面的代碼演示了怎樣同。def文件將函數add聲明為DLL導出函數(需在dllTest工程中添加lib.def文件):
; lib.def : 導出DLL函數
LIBRARY dllTest
EXPORTS
add @ 1
.def文件的規則為:
(1)LIBRARY語句說明。def文件相應的DLL;
(2)EXPORTS語句後列出要導出函數的名稱。可以在。def文件中的導出函數名後加@n,表示要導出函數的序號為n(在進行函數調用時,這個序號將發揮其作用);
(3)。def 文件中的注釋由每個注釋行開始處的分號 (;) 指定,且注釋不能與語句共享一行。
由此可以看出,例子中lib.def文件的含義為生成名為“dllTest”的動態鏈接庫,導出其中的add函數,並指定add函數的序號為1。
4.3 DLL的調用方式
在4.1節的例子中我們看到了由“LoadLibrary-GetProcAddress-FreeLibrary”系統Api提供的三位一體“DLL加載-DLL函數地址獲取-DLL釋放”方式,這種調用方式稱為DLL的動態調用。
動態調用方式的特點是完全由編程者用 API 函數加載和卸載 DLL,程序員可以決定 DLL 文件何時加載或不加載,顯式鏈接在運行時決定加載哪個 DLL 文件。
與動態調用方式相對應的就是靜態調用方式,“有動必有靜”,這來源於物質世界的對立統一。“動與靜”,其對立與統一竟無數次在技術領域裡得到驗證,譬如靜態IP與DHCP、靜態路由與動態路由等。從前文我們已經知道,庫也分為靜態庫與動態庫DLL,而想不到,深入到DLL內部,其調用方式也分為靜態與動態。“動與靜”,無處不在。《周易》已認識到有動必有靜的動靜平衡觀,《易。系辭》曰:“動靜有常,剛柔斷矣”。哲學意味著一種普遍的真理,因此,我們經常可以在枯燥的技術領域看到哲學的影子。
靜態調用方式的特點是由編譯系統完成對DLL的加載和應用程序結束時 DLL 的卸載。當調用某DLL的應用程序結束時,若系統中還有其它程序使用該 DLL,則Windows對DLL的應用記錄減1,直到所有使用該DLL的程序都結束時才釋放它。靜態調用方式簡單實用,但不如動態調用方式靈活。
下面我們來看看靜態調用的例子(單擊此處下載本工程附件),將編譯dllTest工程所生成的。lib和。dll文件拷入dllCall工程所在的路徑,dllCall執行下列代碼:
#pragma comment(lib,"dllTest.lib")
//.lib文件中僅僅是關於其對應DLL文件中函數的重定位信息
extern "C" __declspec(dllimport) add(int x,int y);
int main(int argc, char* argv[])
{
int result = add(2,3);
printf("%d",result);
return 0;
}
由上述代碼可以看出,靜態調用方式的順利進行需要完成兩個動作:
(1)告訴編譯器與DLL相對應的。lib文件所在的路徑及文件名,#pragma comment(lib,"dllTest.lib")就是起這個作用。
程序員在建立一個DLL文件時,連接器會自動為其生成一個對應的。lib文件,該文件包含了DLL 導出函數的符號名及序號(並不含有實際的代碼)。在應用程序裡,。lib文件將作為DLL的替代文件參與編譯。
(2)聲明導入函數,extern "C" __declspec(dllimport) add(int x,int y)語句中的__declspec(dllimport)發揮這個作用。
靜態調用方式不再需要使用系統API來加載、卸載DLL以及獲取DLL中導出函數的地址。這是因為,當程序員通過靜態鏈接方式編譯生成應用程序時,應用程序中調用的與。lib文件中導出符號相匹配的函數符號將進入到生成的EXE 文件中,。lib文件中所包含的與之對應的DLL文件的文件名也被編譯器存儲在 EXE文件內部。當應用程序運行過程中需要加載DLL文件時,Windows將根據這些信息發現並加載DLL,然後通過符號名實現對DLL 函數的動態鏈接。這樣,EXE將能直接通過函數名調用DLL的輸出函數,就象調用程序內部的其他函數一樣。
4.4 DllMain函數
Windows在加載DLL的時候,需要一個入口函數,就如同控制台或DOS程序需要main函數、WIN32程序需要WinMain函數一樣。在前面的例子中,DLL並沒有提供DllMain函數,應用工程也能成功引用DLL,這是因為Windows在找不到DllMain的時候,系統會從其它運行庫中引入一個不做任何操作的缺省DllMain函數版本,並不意味著DLL可以放棄DllMain函數。
根據編寫規范,Windows必須查找並執行DLL裡的DllMain函數作為加載DLL的依據,它使得DLL得以保留在內存裡。這個函數並不屬於導出函數,而是DLL的內部函數。這意味著不能直接在應用工程中引用DllMain函數,DllMain是自動被調用的。
我們來看一個DllMain函數的例子(單擊此處下載本工程附件)。
BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule,
DWORD ul_reason_for_call,
LPVOID lpReserved
)
{
switch (ul_reason_for_call)
{
case DLL_PROCESS_ATTACH:
printf(" process attach of dll");
break;
case DLL_THREAD_ATTACH:
printf(" thread attach of dll");
break;
case DLL_THREAD_DETACH:
printf(" thread detach of dll");
break;
case DLL_PROCESS_DETACH:
printf(" process detach of dll");
break;
}
return TRUE;
}
DllMain函數在DLL被加載和卸載時被調用,在單個線程啟動和終止時,DLLMain函數也被調用,ul_reason_for_call指明了被調用的原因。原因共有4種,即PROCESS_ATTACH、PROCESS_DETACH、THREAD_ATTACH和THREAD_DETACH,以switch語句列出。
來仔細解讀一下DllMain的函數頭BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule, WORD ul_reason_for_call, LPVOID lpReserved )。
APIENTRY被定義為__stdcall,它意味著這個函數以標准Pascal的方式進行調用,也就是WINAPI方式;
進程中的每個DLL模塊被全局唯一的32字節的HINSTANCE句柄標識,只有在特定的進程內部有效,句柄代表了DLL模塊在進程虛擬空間中的起始地址。在Win32中,HINSTANCE和HMODULE的值是相同的,這兩種類型可以替換使用,這就是函數參數hModule的來歷。
執行下列代碼:
hDll = LoadLibrary("DebugdllTest.dll");
if (hDll != NULL)
{
addFun = (lpAddFun)GetProcAddress(hDll, MAKEINTRESOURCE(1));
//MAKEINTRESOURCE直接使用導出文件中的序號
if (addFun != NULL)
{
int result = addFun(2, 3);
printf(" call add in dll:%d", result);
}
FreeLibrary(hDll);
}
我們看到輸出順序為:
process attach of dll
call add in dll:5
process detach of dll
這一輸出順序驗證了DllMain被調用的時機。
代碼中的GetProcAddress ( hDll, MAKEINTRESOURCE ( 1 ) )值得留意,它直接通過。def文件中為add函數指定的順序號訪問add函數,具體體現在MAKEINTRESOURCE ( 1 ),MAKEINTRESOURCE是一個通過序號獲取函數名的宏,定義為(節選自winuser.h):
#define MAKEINTRESOURCEA(i) (LPSTR)((DWORD)((WORD)(i)))
#define MAKEINTRESOURCEW(i) (LPWSTR)((DWORD)((WORD)(i)))
#ifdef UNICODE
#define MAKEINTRESOURCE MAKEINTRESOURCEW
#else
#define MAKEINTRESOURCE MAKEINTRESOURCEA
4.5 __stdcall約定
如果通過VC++編寫的DLL欲被其他語言編寫的程序調用,應將函數的調用方式聲明為__stdcall方式,WINAPI都采用這種方式,而C/C++缺省的調用方式卻為__cdecl。__stdcall方式與__cdecl對函數名最終生成符號的方式不同。若采用C編譯方式(在C++中需將函數聲明為extern "C"),__stdcall調用約定在輸出函數名前面加下劃線,後面加“@”符號和參數的字節數,形如_functionname@number;而__cdecl調用約定僅在輸出函數名前面加下劃線,形如_functionname。
Windows編程中常見的幾種函數類型聲明宏都是與__stdcall和__cdecl有關的(節選自windef.h):
#define CALLBACK __stdcall //這就是傳說中的回調函數
#define WINAPI __stdcall //這就是傳說中的WINAPI
#define WINAPIV __cdecl
#define APIENTRY WINAPI //DllMain的入口就在這裡
#define APIPRIVATE __stdcall
#define PASCAL __stdcall
在lib.h中,應這樣聲明add函數:
int __stdcall add(int x, int y);
在應用工程中函數指針類型應定義為:
typedef int(__stdcall *lpAddFun)(int, int);
若在lib.h中將函數聲明為__stdcall調用,而應用工程中仍使用typedef int (* lpAddFun)(int,int),運行時將發生錯誤(因為類型不匹配,在應用工程中仍然是缺省的__cdecl調用),彈出如圖7所示的對話框。
圖7 調用約定不匹配時的運行錯誤
圖8中的那段話實際上已經給出了錯誤的原因,即“This is usually a result of …”。