C++基礎(chǔ)語法梳理之Windows 的動(dòng)態(tài)鏈接庫

Windows 應(yīng)用程序入口函數(shù)

GUI（Graphical User Interface）應(yīng)用，鏈接器選項(xiàng)：/SUBSYSTEM:WINDOWS

CUI（Console User Interface）應(yīng)用，鏈接器選項(xiàng)：/SUBSYSTEM:CONSOLE

_tWinMain 與 _tmain 函數(shù)聲明

Int WINAPI _tWinMain(    HINSTANCE hInstanceExe,    HINSTANCE,    PTSTR pszCmdLine,    int nCmdShow);
int _tmain(    int argc,    TCHAR *argv[],    TCHAR *envp[]);

Windows 的動(dòng)態(tài)鏈接庫（Dynamic-Link Library）

部分知識(shí)點(diǎn)來自《Windows 核心編程（第五版）》

用處

（1）擴(kuò)展了應(yīng)用程序的特性

（2）簡(jiǎn)化了項(xiàng)目管理

（3）有助于節(jié)省內(nèi)存

（4）促進(jìn)了資源的共享

（5）促進(jìn)了本地化

（6）有助于解決平臺(tái)間的差異

（7）可以用于特殊目的

注意

（1）創(chuàng)建 DLL，事實(shí)上是在創(chuàng)建可供一個(gè)可執(zhí)行模塊調(diào)用的函數(shù)

（2）當(dāng)一個(gè)模塊提供一個(gè)內(nèi)存分配函數(shù)（malloc、new）的時(shí)候，它必須同時(shí)提供另一個(gè)內(nèi)存釋放函數(shù)（free、delete）

（3）在使用 C 和 C++ 混編的時(shí)候，要使用 extern "C" 修飾符

（4）一個(gè) DLL 可以導(dǎo)出函數(shù)、變量（避免導(dǎo)出）、C++ 類（導(dǎo)出導(dǎo)入需要同編譯器，否則避免導(dǎo)出）

（5）DLL 模塊：cpp 文件中的 __declspec(dllexport) 寫在 include 頭文件之前

（6）調(diào)用 DLL 的可執(zhí)行模塊：cpp 文件的 __declspec(dllimport) 之前不應(yīng)該定義 MYLIBAPI

加載 Windows 程序的搜索順序

1、包含可執(zhí)行文件的目錄

2、Windows 的系統(tǒng)目錄，可以通過 GetSystemDirectory 得到

3、16 位的系統(tǒng)目錄，即 Windows 目錄中的 System 子目錄

4、Windows 目錄，可以通過 GetWindowsDirectory 得到

5、進(jìn)程的當(dāng)前目錄

6、PATH 環(huán)境變量中所列出的目錄

DLL 入口函數(shù)

DllMain 函數(shù)

BOOL WINAPI DllMain(HINSTANCE hinstDLL, DWORD fdwReason, LPVOID lpvReserved){    switch(fdwReason)    {    case DLL_PROCESS_ATTACH:        // 第一次將一個(gè)DLL映射到進(jìn)程地址空間時(shí)調(diào)用        // The DLL is being mapped into the process' address space.        break;    case DLL_THREAD_ATTACH:        // 當(dāng)進(jìn)程創(chuàng)建一個(gè)線程的時(shí)候，用于告訴DLL執(zhí)行與線程相關(guān)的初始化（非主線程執(zhí)行）        // A thread is bing created.        break;    case DLL_THREAD_DETACH:        // 系統(tǒng)調(diào)用 ExitThread 線程退出前，即將終止的線程通過告訴DLL執(zhí)行與線程相關(guān)的清理        // A thread is exiting cleanly.        break;    case DLL_PROCESS_DETACH:        // 將一個(gè)DLL從進(jìn)程的地址空間時(shí)調(diào)用        // The DLL is being unmapped from the process' address space.        break;    }    return (TRUE); // Used only for DLL_PROCESS_ATTACH}

載入卸載庫

LoadLibrary、LoadLibraryExA、LoadPackagedLibrary、FreeLibrary、FreeLibraryAndExitThread 函數(shù)聲明

// 載入庫HMODULE WINAPI LoadLibrary(  _In_ LPCTSTR lpFileName);HMODULE LoadLibraryExA(  LPCSTR lpLibFileName,  HANDLE hFile,  DWORD  dwFlags);// 若要在通用 Windows 平臺(tái)（UWP）應(yīng)用中加載 Win32 DLL，需要調(diào)用 LoadPackagedLibrary，而不是 LoadLibrary 或 LoadLibraryExHMODULE LoadPackagedLibrary(  LPCWSTR lpwLibFileName,  DWORD   Reserved);
// 卸載庫BOOL WINAPI FreeLibrary(  _In_ HMODULE hModule);// 卸載庫和退出線程VOID WINAPI FreeLibraryAndExitThread(  _In_ HMODULE hModule,  _In_ DWORD   dwExitCode);

顯示地鏈接到導(dǎo)出符號(hào)

GetProcAddress 函數(shù)聲明

FARPROC GetProcAddress(  HMODULE hInstDll,  PCSTR pszSymbolName  // 只能接受 ANSI 字符串，不能是 Unicode);

DumpBin.exe 查看 DLL 信息

在 VS 的開發(fā)人員命令提示符使用 DumpBin.exe 可查看 DLL 庫的導(dǎo)出段（導(dǎo)出的變量、函數(shù)、類名的符號(hào)）、相對(duì)虛擬地址（RVA，relative virtual address）。如：

DUMPBIN -exports D:mydll.dll

LoadLibrary 與 FreeLibrary 流程圖

LoadLibrary 與 FreeLibrary 流程圖

LoadLibrary

FreeLibrary

DLL 庫的編寫（導(dǎo)出一個(gè) DLL 模塊）

DLL 庫的編寫（導(dǎo)出一個(gè) DLL 模塊） DLL 頭文件

// MyLib.h
#ifdef MYLIBAPI
// MYLIBAPI 應(yīng)該在全部 DLL 源文件的 include "Mylib.h" 之前被定義// 全部函數(shù)/變量正在被導(dǎo)出
#else
// 這個(gè)頭文件被一個(gè)exe源代碼模塊包含，意味著全部函數(shù)/變量被導(dǎo)入#define MYLIBAPI extern "C" __declspec(dllimport)
#endif
// 這里定義任何的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和符號(hào)
// 定義導(dǎo)出的變量（避免導(dǎo)出變量）MYLIBAPI int g_nResult;
// 定義導(dǎo)出函數(shù)原型MYLIBAPI int Add(int nLeft, int nRight);

DLL 源文件

// MyLibFile1.cpp
// 包含標(biāo)準(zhǔn)Windows和C運(yùn)行時(shí)頭文件#include 
// DLL源碼文件導(dǎo)出的函數(shù)和變量#define MYLIBAPI extern "C" __declspec(dllexport)
// 包含導(dǎo)出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、符號(hào)、函數(shù)、變量#include "MyLib.h"
// 將此DLL源代碼文件的代碼放在此處int g_nResult;
int Add(int nLeft, int nRight){    g_nResult = nLeft + nRight;    return g_nResult;}

DLL 庫的使用（運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接 DLL）

DLL 庫的使用（運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接 DLL）

// A simple program that uses LoadLibrary and // GetProcAddress to access myPuts from Myputs.dll.  #include  #include   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
");         }        // Free the DLL module.         fFreeResult = FreeLibrary(hinstLib);     } 
    // If unable to call the DLL function, use an alternative.    if (! fRunTimeLinkSuccess)         printf("Message printed from executable
"); 
    return 0;}

運(yùn)行庫（Runtime Library）

典型程序運(yùn)行步驟

（1）操作系統(tǒng)創(chuàng)建進(jìn)程，把控制權(quán)交給程序的入口（往往是運(yùn)行庫中的某個(gè)入口函數(shù)）

（2）入口函數(shù)對(duì)運(yùn)行庫和程序運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行初始化（包括堆、I/O、線程、全局變量構(gòu)造等等）。

（3）入口函數(shù)初始化后，調(diào)用 main 函數(shù)，正式開始執(zhí)行程序主體部分。

（4）main 函數(shù)執(zhí)行完畢后，返回到入口函數(shù)進(jìn)行清理工作（包括全局變量析構(gòu)、堆銷毀、關(guān)閉I/O等），然后進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)用結(jié)束進(jìn)程。

一個(gè)程序的 I/O 指代程序與外界的交互，包括文件、管程、網(wǎng)絡(luò)、命令行、信號(hào)等。更廣義地講，I/O 指代操作系統(tǒng)理解為 “文件” 的事物。

glibc 入口

_start -> __libc_start_main -> exit -> _exit

其中 main(argc, argv, __environ)函數(shù)在__libc_start_main 里執(zhí)行。

MSVC CRT 入口

int mainCRTStartup(void)

執(zhí)行如下操作：

（1）初始化和 OS 版本有關(guān)的全局變量。

（2）初始化堆。

（3）初始化 I/O。

（4）獲取命令行參數(shù)和環(huán)境變量。

（5）初始化 C 庫的一些數(shù)據(jù)。

（6）調(diào)用 main 并記錄返回值。

（7）檢查錯(cuò)誤并將 main 的返回值返回。

C 語言運(yùn)行庫（CRT）

大致包含如下功能：

啟動(dòng)與退出：包括入口函數(shù)及入口函數(shù)所依賴的其他函數(shù)等。

標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)：有 C 語言標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的C語言標(biāo)準(zhǔn)庫所擁有的函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

I/O：I/O 功能的封裝和實(shí)現(xiàn)。

堆：堆的封裝和實(shí)現(xiàn)。

語言實(shí)現(xiàn)：語言中一些特殊功能的實(shí)現(xiàn)。

調(diào)試：實(shí)現(xiàn)調(diào)試功能的代碼。

C語言標(biāo)準(zhǔn)庫（ANSI C）

包含：

標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出（stdio.h）

文件操作（stdio.h）

字符操作（ctype.h）

字符串操作（string.h）

數(shù)學(xué)函數(shù)（math.h）

資源管理（stdlib.h）

格式轉(zhuǎn)換（stdlib.h）

時(shí)間/日期（time.h）

斷言（assert.h）

各種類型上的常數(shù)（limits.h & float.h）

變長(zhǎng)參數(shù)（stdarg.h）

非局部跳轉(zhuǎn)（setjmp.h）