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社区首页 >专栏 >C++基础语法梳理:Windows 的动态链接库

C++基础语法梳理:Windows 的动态链接库

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玖柒的小窝
修改2021-11-02 09:36:56
修改2021-11-02 09:36:56
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代码可运行
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Windows 应用程序入口函数

GUI(Graphical User Interface)应用,链接器选项:/SUBSYSTEM:WINDOWS

CUI(Console User Interface)应用,链接器选项:/SUBSYSTEM:CONSOLE

_tWinMain 与 _tmain 函数声明

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Int WINAPI _tWinMain(
    HINSTANCE hInstanceExe,
    HINSTANCE,
    PTSTR pszCmdLine,
    int nCmdShow);

int _tmain(
    int argc,
    TCHAR *argv[],
    TCHAR *envp[]);
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Windows 的动态链接库(Dynamic-Link Library)

部分知识点来自《Windows 核心编程(第五版)》

用处

(1)扩展了应用程序的特性

(2)简化了项目管理

(3)有助于节省内存

(4)促进了资源的共享

(5)促进了本地化

(6)有助于解决平台间的差异

(7)可以用于特殊目的

注意

(1)创建 DLL,事实上是在创建可供一个可执行模块调用的函数

(2)当一个模块提供一个内存分配函数(malloc、new)的时候,它必须同时提供另一个内存释放函数(free、delete)

(3)在使用 C 和 C++ 混编的时候,要使用 extern "C" 修饰符

(4)一个 DLL 可以导出函数、变量(避免导出)、C++ 类(导出导入需要同编译器,否则避免导出)

(5)DLL 模块:cpp 文件中的 __declspec(dllexport) 写在 include 头文件之前

(6)调用 DLL 的可执行模块:cpp 文件的 __declspec(dllimport) 之前不应该定义 MYLIBAPI

加载 Windows 程序的搜索顺序

1、包含可执行文件的目录

2、Windows 的系统目录,可以通过 GetSystemDirectory 得到

3、16 位的系统目录,即 Windows 目录中的 System 子目录

4、Windows 目录,可以通过 GetWindowsDirectory 得到

5、进程的当前目录

6、PATH 环境变量中所列出的目录

DLL 入口函数

DllMain 函数

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BOOL WINAPI DllMain(HINSTANCE hinstDLL, DWORD fdwReason, LPVOID lpvReserved)
{
    switch(fdwReason)
    {
    case DLL_PROCESS_ATTACH:
        // 第一次将一个DLL映射到进程地址空间时调用
        // The DLL is being mapped into the process' address space.
        break;
    case DLL_THREAD_ATTACH:
        // 当进程创建一个线程的时候,用于告诉DLL执行与线程相关的初始化(非主线程执行)
        // A thread is bing created.
        break;
    case DLL_THREAD_DETACH:
        // 系统调用 ExitThread 线程退出前,即将终止的线程通过告诉DLL执行与线程相关的清理
        // A thread is exiting cleanly.
        break;
    case DLL_PROCESS_DETACH:
        // 将一个DLL从进程的地址空间时调用
        // The DLL is being unmapped from the process' address space.
        break;
    }
    return (TRUE); // Used only for DLL_PROCESS_ATTACH
}
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载入卸载库

LoadLibrary、LoadLibraryExA、LoadPackagedLibrary、FreeLibrary、FreeLibraryAndExitThread 函数声明

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// 载入库
HMODULE WINAPI LoadLibrary(
  _In_ LPCTSTR lpFileName
);
HMODULE LoadLibraryExA(
  LPCSTR lpLibFileName,
  HANDLE hFile,
  DWORD  dwFlags
);
// 若要在通用 Windows 平台(UWP)应用中加载 Win32 DLL,需要调用 LoadPackagedLibrary,而不是 LoadLibrary 或 LoadLibraryEx
HMODULE LoadPackagedLibrary(
  LPCWSTR lpwLibFileName,
  DWORD   Reserved
);

// 卸载库
BOOL WINAPI FreeLibrary(
  _In_ HMODULE hModule
);
// 卸载库和退出线程
VOID WINAPI FreeLibraryAndExitThread(
  _In_ HMODULE hModule,
  _In_ DWORD   dwExitCode
);
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显示地链接到导出符号

GetProcAddress 函数声明

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FARPROC GetProcAddress(
  HMODULE hInstDll,
  PCSTR pszSymbolName  // 只能接受 ANSI 字符串,不能是 Unicode
);
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DumpBin.exe 查看 DLL 信息

在 VS 的开发人员命令提示符 使用 DumpBin.exe 可查看 DLL 库的导出段(导出的变量、函数、类名的符号)、相对虚拟地址(RVA,relative virtual address)。如:

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DUMPBIN -exports D:\mydll.dll
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LoadLibrary 与 FreeLibrary 流程图

LoadLibrary 与 FreeLibrary 流程图

LoadLibrary
FreeLibrary
DLL 库的编写(导出一个 DLL 模块)

DLL 库的编写(导出一个 DLL 模块) DLL 头文件

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// MyLib.h

#ifdef MYLIBAPI

// MYLIBAPI 应该在全部 DLL 源文件的 include "Mylib.h" 之前被定义
// 全部函数/变量正在被导出

#else

// 这个头文件被一个exe源代码模块包含,意味着全部函数/变量被导入
#define MYLIBAPI extern "C" __declspec(dllimport)

#endif

// 这里定义任何的数据结构和符号

// 定义导出的变量(避免导出变量)
MYLIBAPI int g_nResult;

// 定义导出函数原型
MYLIBAPI int Add(int nLeft, int nRight);
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DLL 源文件

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// MyLibFile1.cpp

// 包含标准Windows和C运行时头文件
#include <windows.h>

// DLL源码文件导出的函数和变量
#define MYLIBAPI extern "C" __declspec(dllexport)

// 包含导出的数据结构、符号、函数、变量
#include "MyLib.h"

// 将此DLL源代码文件的代码放在此处
int g_nResult;

int Add(int nLeft, int nRight)
{
    g_nResult = nLeft + nRight;
    return g_nResult;
}
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DLL 库的使用(运行时动态链接 DLL)

DLL 库的使用(运行时动态链接 DLL)

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// A simple program that uses LoadLibrary and 
// GetProcAddress to access myPuts from Myputs.dll. 
 
#include <windows.h> 
#include <stdio.h> 
 
typedef int (__cdecl *MYPROC)(LPWSTR); 
 
int main( void ) 
{ 
    HINSTANCE hinstLib; 
    MYPROC ProcAdd; 
    BOOL fFreeResult, fRunTimeLinkSuccess = FALSE; 
 
    // Get a handle to the DLL module.
 
    hinstLib = LoadLibrary(TEXT("MyPuts.dll")); 
 
    // If the handle is valid, try to get the function address.
 
    if (hinstLib != NULL) 
    { 
        ProcAdd = (MYPROC) GetProcAddress(hinstLib, "myPuts"); 
 
        // If the function address is valid, call the function.
 
        if (NULL != ProcAdd) 
        {
            fRunTimeLinkSuccess = TRUE;
            (ProcAdd) (L"Message sent to the DLL function\n"); 
        }
        // Free the DLL module.
 
        fFreeResult = FreeLibrary(hinstLib); 
    } 

    // If unable to call the DLL function, use an alternative.
    if (! fRunTimeLinkSuccess) 
        printf("Message printed from executable\n"); 

    return 0;
}
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运行库(Runtime Library)

典型程序运行步骤

(1)操作系统创建进程,把控制权交给程序的入口(往往是运行库中的某个入口函数)

(2)入口函数对运行库和程序运行环境进行初始化(包括堆、I/O、线程、全局变量构造等等)。

(3)入口函数初始化后,调用 main 函数,正式开始执行程序主体部分。

(4)main 函数执行完毕后,返回到入口函数进行清理工作(包括全局变量析构、堆销毁、关闭I/O等),然后进行系统调用结束进程。

一个程序的 I/O 指代程序与外界的交互,包括文件、管程、网络、命令行、信号等。更广义地讲,I/O 指代操作系统理解为 “文件” 的事物。

glibc 入口

_start -> __libc_start_main -> exit -> _exit

其中 main(argc, argv, __environ) 函数在 __libc_start_main 里执行。

MSVC CRT 入口

int mainCRTStartup(void)

执行如下操作:

(1)初始化和 OS 版本有关的全局变量。

(2)初始化堆。

(3)初始化 I/O。

(4)获取命令行参数和环境变量。

(5)初始化 C 库的一些数据。

(6)调用 main 并记录返回值。

(7)检查错误并将 main 的返回值返回。

C 语言运行库(CRT)

大致包含如下功能:

启动与退出:包括入口函数及入口函数所依赖的其他函数等。

标准函数:有 C 语言标准规定的C语言标准库所拥有的函数实现。

I/O:I/O 功能的封装和实现。

堆:堆的封装和实现。

语言实现:语言中一些特殊功能的实现。

调试:实现调试功能的代码。

C语言标准库(ANSI C)

包含:

标准输入输出(stdio.h)

文件操作(stdio.h)

字符操作(ctype.h)

字符串操作(string.h)

数学函数(math.h)

资源管理(stdlib.h)

格式转换(stdlib.h)

时间/日期(time.h)

断言(assert.h)

各种类型上的常数(limits.h & float.h)

变长参数(stdarg.h)

非局部跳转(setjmp.h)

今天的分享就到这里了,大家要好好学C++哟~

写在最后:对于准备学习C/C++编程的小伙伴,如果你想更好的提升你的编程核心能力(内功)不妨从现在开始!

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    • 载入卸载库
    • 显示地链接到导出符号
    • LoadLibrary
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    • DLL 库的使用(运行时动态链接 DLL)
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    • glibc 入口
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