C++基础语法梳理之Windows 的动态链接库

C语言编程学习基地 2021-11-02 1779

C语言编程学习基地

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描述

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[]);

动态链接库

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}

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 LoadLibraryExHMODULE 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);

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);

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

LoadLibrary 与 FreeLibrary 流程图

LoadLibrary 与 FreeLibrary 流程图

LoadLibrary

动态链接库

FreeLibrary

动态链接库

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);

DLL 源文件

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// MyLibFile1.cpp
// 包含标准Windows和C运行时头文件#include 
// 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;}

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  #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;}

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）

编辑：jq
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