c++動態庫生成與呼叫

阿新 • • 發佈：2019-01-19

一、生成動態庫（含標頭檔案、不含標頭檔案）

以生成dllTest.dll為例（工程名為dllTest、標頭檔案名為dllTest.h、原始檔名為dllTest.cpp）

1.1 不含標頭檔案的動態庫

我們生成的動態庫想要被別人呼叫，那麼一定要將想要被呼叫的函式匯出，使用_declspec(dllexport)進行匯出。

//dllTest.cpp
_declspec(dllexport) int add(int a, int b)
{
	return a+b;
}

_declspec(dllexport) int sub(int a, int b)
{
	return a-b;
}

編譯之後，在工程目錄的Debug目錄下我們可以看到以下的幾個檔案，分別是

得到上述的檔案之後，我們就可以進行呼叫該動態連結庫了。其中，dll檔案是包含了函式具體實現的可執行檔案；lib檔案是匯入庫檔案，主要包含的是函式名和符號名。我們可以用vs提供的dumpbin工具檢視生成的動態庫中匯出的函式以及名字。我的vs安裝在C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0，進入該資料夾後點擊VC進入該目錄，可以看到一個vcvarsall.bat的檔案。依次點選Microsoft Visual Studio 2010 -> visual studio tools ->Visual Studio Prompt 2010，如下圖所示：

即可開啟一個vs的命令框，將vcvarsall.bat檔案拖拽進入該命令框中，將得到下圖所示的內容：

然後我們將得到的dllTest.dll檔案放入到VC資料夾中，輸入dumpbin -exports dllTest.dll即可看到該動態庫匯出的函式以及經過c++編譯器修飾後的函式名字。

橢圓所示的即為匯出的函式以及其經過修飾後的名字。（因為c++要支援函式過載以及名稱空間等，因此需要將函式進行修飾）。

1.2 動態庫呼叫（隱式連線、動態連線）

1.2.1 隱式連線

首先建立一個工程，配置工程屬性，具體的步驟如下：（1）新建一個win32控制檯應用程式，工程名dllCall; （2）配置工程屬性，新增對動態庫dllTest.lib的引用： a. 工程專案右鍵->屬性->連結器->gengeral->附加庫目錄，在其中新增匯入庫dllTest.lib所在的檔案目錄，如下圖：

b.工程專案右鍵->屬性->連結器->輸入->附加依賴項，在其中新增匯入庫dllTest.lib，如下圖：

（3）此時，我們就可以在我們的工程中對該動態庫進行呼叫了。呼叫函式dllCal.cppl如下：

<pre name="code" class="cpp">// dllCall.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
using namespace std;

extern int add(int, int );                             //告訴編譯器，add函式是在該原始檔外部定義的函式
_declspec(dllimport) int sub(int, int);//告訴編譯器，sub函式是從動態庫匯入的函式
//這兩種方式都可以正常的呼叫，但是下面的相對來說載入的更快一些
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	int a = 5, b = 3;
	cout<<a<<" + "<<b<<" = "<<add(a,b)<<endl;
	cout<<a<<" - "<<b<<" = "<<sub(a,b)<<endl;
	return 0;
}

（4）編寫好之後，編譯、連結都能通過，但是執行的時候會出錯，因為呼叫函式不知道int add(int, int ) 以及int sub(int, int)的可執行檔案（dllTest.dll）在哪，因此當呼叫該函式時，就找不到具體的執行的程式碼，因而就會報錯。此時，我們只需將dllTest.dll放入到呼叫函式的.exe檔案所在的目錄中即可，結果如下圖：

上述的兩種形式都能正常的呼叫。

1.2.2 動態呼叫

上述的隱式呼叫需要我們在工程屬性中配置一些動態庫匯入庫（dllTest.lib）的目錄以及名稱，會很麻煩，有時候我們也會忘記配置這些屬性或者當動態庫較多的時候有遺漏，都會導致函式連結的時候出現unresolve external symbol的錯誤。而且，動態呼叫還有一個優點就是，什麼時候需要呼叫動態庫的函式的時候什麼時候載入該動態庫，這樣就不必在程式執行開始時載入所需的所有的動態庫，這樣也能加快啟動的速度。此外，我們僅僅只需要一個dllTest.dll檔案即可。（1）我們首先刪掉工程屬性中 “附加庫目錄”以及“附加依賴項”中我們輸入的內容。（2）修改相應的呼叫程式碼，如下：

// dllCall.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include<Windows.h>
using namespace std;

//extern int add(int, int );                             //告訴編譯器，add函式是在該原始檔外部定義的函式
//_declspec(dllimport) int sub(int, int);//告訴編譯器，sub函式是從動態庫匯入的函式
//這兩種方式都可以正常的呼叫，但是下面的相對來說載入的更快一些
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	int a = 5, b = 3;
	HINSTANCE hInst = LoadLibraryA("dllTest.dll");
	typedef int (*pFun)(int, int);//定義一個函式指標型別pAdd
	pFun add = (pFun)GetProcAddress(hInst,"[email protected]@[email protected]");
	cout<<a<<" + "<<b<<" = "<<add(a,b)<<endl;
	pFun sub = (pFun)GetProcAddress(hInst,"[email protected]@[email protected]");
	cout<<a<<" - "<<b<<" = "<<sub(a,b)<<endl;
	return 0;
}

（3）程式執行正常，結果同上面的結果。

2.含標頭檔案的動態庫

我們一般用編寫一個動態庫，同時也會提供一個頭檔案方便呼叫者使用，因為呼叫者一般情況下很難知道我們編寫的動態庫具體匯出的函式。而且，我們不想想上面的函式呼叫一樣，還要自己寫_declspec(dllimport) int add(int, int)或者extern int add(int, int);這是我們需要向呼叫者提供一個頭檔案完成這項工作，是呼叫變得更加方便。標頭檔案：

//dllTest.h
#ifdef DLLTEST_API
#else 
#define DLLTEST_API _declspec(dllimport) 
#endif

DLLTEST_API int add(int, int);
DLLTEST_API int sub(int, int);

</pre><pre name="code" class="cpp"><span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">	</span><span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">原始檔：</span>

<pre name="code" class="cpp">//dllTest.cpp
#define DLLTEST_API _declspec(dllexport)
#include "dllTest.h"

DLLTEST_API int add(int a, int b)
{
	return a+b;
}

DLLTEST_API int sub(int a, int b)
{
	return a-b;
}

2.1 函式呼叫（隱式連結、動態連結）

2.1.1 隱式連結

（1）新建工程，配置工程屬性（新增匯入庫目錄、匯入庫），具體的參照上面的隱式呼叫。此外，還要將動態庫標頭檔案所在的目錄加入到屬性中：在 c\c++ -> gengeral -> additional include Directories 加入dllTest.h所在的目錄。如下圖：

（2）修改呼叫函式，具體的程式碼如下：

// dllCall.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include "dllTest.h"
using namespace std;

//extern int add(int, int );                             //告訴編譯器，add函式是在該原始檔外部定義的函式
//_declspec(dllimport) int sub(int, int);//告訴編譯器，sub函式是從動態庫匯入的函式
//這兩種方式都可以正常的呼叫，但是下面的相對來說載入的更快一些
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	int a = 5, b = 3;
	cout<<a<<" + "<<b<<" = "<<add(a,b)<<endl;
	cout<<a<<" - "<<b<<" = "<<sub(a,b)<<endl;
	return 0;
}

（3）編譯、連結、執行正常，結果如上面。此外，我們也可以不用在屬性->連結器->輸入->附加庫目錄中新增dllTest.lib, 通過在呼叫函式中新增#pragma comment(lib,"dllTest.lib")即可。具體程式碼為：

// dllCall.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include "dllTest.h"
#pragma comment(lib,"dllTest.lib")
using namespace std;

//extern int add(int, int );                             //告訴編譯器，add函式是在該原始檔外部定義的函式
//_declspec(dllimport) int sub(int, int);//告訴編譯器，sub函式是從動態庫匯入的函式
//這兩種方式都可以正常的呼叫，但是下面的相對來說載入的更快一些
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	int a = 5, b = 3;
	cout<<a<<" + "<<b<<" = "<<add(a,b)<<endl;
	cout<<a<<" - "<<b<<" = "<<sub(a,b)<<endl;
	return 0;
}

2.1.2 動態連結

動態連結同上面的一樣。

3 不改變名字的匯出庫

但是我們發現，通過動態連結時，那個函式的名字經過c++編譯器修飾後很複雜，剛開始並不熟悉修飾的規則（後面講修飾規則）。因此，如果我們需要先用dumpbin工具查詢該動態庫匯出的函式及其名字，才方便呼叫。那麼，怎麼才能使匯出的函式名字不發生變化呢，同我們定義的函式名一樣，這樣我們在動態呼叫時更加方便。具體的方法有兩種：一是採用extern "C"；二是用模組定義檔案.def。

3.1 extern "C"

3.1.1 預設呼叫方式_cedel

以含標頭檔案的動態庫為例進行修改，修改後的標頭檔案和原始檔如下：

//dllTest.h
#ifdef DLLTEST_API
#else 
#define DLLTEST_API extern "C" _declspec(dllimport) 
#endif

DLLTEST_API int add(int, int);
DLLTEST_API int sub(int, int);

//dllTest.cpp
#define DLLTEST_API extern "C" _declspec(dllexport)
#include "dllTest.h"

DLLTEST_API int add(int a, int b)
{
	return a+b;
}

DLLTEST_API int sub(int a, int b)
{
	return a-b;
}

進行編譯得到相應的.dll、.lib檔案，通過dumpbin工具，我們可以檢視匯出函式的名字，如下：

紅色部分為沒有加extern "C" 匯出的函式名，它經過了c++編譯器的修飾。綠色部分為添加了extern "C" 匯出的函式名，它的意思是告訴編譯器，以C的方式匯出函式。

3.1.2 更改呼叫方式 _stdcall

但是如果改變了呼叫方式，通過這種方式進行匯出，函式的名字依舊會改變，我們採用_stdcall呼叫方式，也就是

WINAPI，後面講為什麼window API 函式都採用該種呼叫方式：

（1）編寫_stdcall呼叫方式的動態庫（以含標頭檔案方式為例）相應的標頭檔案和原始檔如下：

//dllTest.h
#ifdef DLLTEST_API
#else 
#define DLLTEST_API extern "C" _declspec(dllimport) 
#endif

DLLTEST_API int _stdcall add(int, int);
DLLTEST_API int _stdcall sub(int, int);

//dllTest.cpp
#define DLLTEST_API extern "C" _declspec(dllexport)
#include "dllTest.h"

DLLTEST_API int _stdcall add(int a, int b)
{
	return a+b;
}

DLLTEST_API int _stdcall sub(int a, int b)
{
	return a-b;
}

編譯後利用dumpbin工具檢視匯出函式的名字如下：

紅色的為採用c\c++預設呼叫方式匯出的函式名字；綠色的為採用_stdcall 呼叫方式匯出的函式名字。至於為什麼會是這樣的名字在後面的名字修飾規則中進行說明。我們發現他的名字還是改變了。

3.2 模組定義檔案.def

3.2.1 預設呼叫方式（_cedel）動態庫

（1）新建一個Win32程式，選擇一個動態庫程式，勾選空工程。（2）修改相應的程式碼（原始檔、模組定義檔案），具體的如下：原始檔：

//dllTest.cpp
 int  add(int a, int b)
{
	return a+b;
}

int  sub(int a, int b)
{
	return a-b;
}

模組定義檔案：

LIBRARY dllTest

EXPORTS
add
sub

其中，LIBRARY 後面要與生成的動態庫的名稱相同，EXPORTS下面寫需要匯出的函式(add、sub)，它會自動與你的原始檔中的函式進行匹配。也可以用 add1 = add、 sub1 = sub 這樣的方式來改變匯出函式的名字。
（3）通過dumpbin工具檢視動態庫的匯出函式，如下圖（分別是沒改名字以及改名字後的）：

3.2.2 採用_stdcall，也就是WINAPI呼叫方式生成動態庫

（1）原始檔

//dllTest.cpp
 int  _stdcall add(int a, int b)
{
	return a+b;
}

int  _stdcall sub(int a, int b)
{
	return a-b;
}

（2）模組定義檔案

LIBRARY dllTest

EXPORTS
add
sub

（3）利用dumpbin查詢動態庫匯出的函式

3.3 動態庫呼叫

3.3.1 動態呼叫

動態呼叫同上，只是變了一個地方，如下：

<span style="white-space:pre">	</span>pFun add = (pFun)GetProcAddress(hInst,"add");

<span style="white-space:pre">	</span>pFun sub = (pFun)GetProcAddress(hInst,"sub");

也可以使用每個函式前面的編號，如add函式的編號為1 、sub函式的編號為2。只需要將上述函式的第二個引數改為 MAKEINTATOM(1)。

3.3.2 隱式呼叫

<1> 動態庫與函式庫都採用_cedel呼叫方式（1）配置工程屬性，加入附加庫目錄；（附加依賴項使用#pragma comment(lib,"testdll.lib"代替) （2）呼叫函式如下：

// dllCall.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#pragma comment(lib,"testdll.lib")
using namespace std;


_declspec(dllimport) int add(int, int);
_declspec(dllimport) int sub(int, int);
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	int a = 5, b = 3;
	cout<<a<<" + "<<b<<" = "<<add(a,b)<<endl;
	cout<<a<<" - "<<b<<" = "<<sub(a,b)<<endl;
	return 0;
}

(3)編譯、連結正常，結果正確。 <2>動態庫函式採用_stdcall呼叫方式，呼叫方採用預設的呼叫方式(_cedel) （1）新建工程，配置工程屬性，加入附加庫目錄；（附加依賴項使用#pragma comment(lib,"testdll.lib"代替) （2）編寫呼叫函式，如下：

// dllCall.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#pragma comment(lib,"testdll.lib")
using namespace std;


_declspec(dllimport) int add(int, int);
_declspec(dllimport) int sub(int, int);
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	int a = 5, b = 3;
	cout<<a<<" + "<<b<<" = "<<add(a,b)<<endl;
	cout<<a<<" - "<<b<<" = "<<sub(a,b)<<endl;
	return 0;
}

（3）編譯、連結正常，執行出錯。

這是因為_stdcall是被呼叫的函式自己清理棧空間，而_cedel則是呼叫者清理棧。上述的呼叫方式會使棧得到兩次清理，使得函式的返回地址、ebp暫存器的值被更改從而導致失敗。通過觀察其生成的組合語言就可以看到（下面的主要的，並不是全部）：

main函式在呼叫add函式之後清理的棧，而在add函式中，可以清楚的看到，add函式在執行完之後自己清理的棧。

因此，導致棧資料出現錯誤。

c\c++編譯器修飾規則和函式呼叫中棧的變化後面有時間在寫！！！