Windows下DLL程式設計技術及應用 (轉)

Windows下DLL程式設計技術及應用 (轉)[@more@]

下DLL技術及應用
 

  摘 要:
本文介紹了DLL技術在Windows程式設計中的基本運用方法及應用，給出了直接訪問及埠I/O的兩個實用DLL的全部。
關鍵詞: DLL Windows程式設計 記憶體訪問 I/O

一 、引 言
由於Windows為微機提供了前所未有的標準介面、圖形處理能力和簡單靈便的操作，絕大多數編制人員都已轉向或正在轉向Windows程式設計。在許多使用者設計的實際應用的程式設計任務中，常常要實現對資源和記憶體資源的訪問，例如埠I/O、DMA、中斷、直接記憶體訪問等等。若是編制DOS程式，這是輕而易舉的事情，但要是編制Windows程式，尤其是WindowsNT環境下的程式，就會顯得較困難。
因為Windows具有"與裝置無關"的特性，不提倡與機器底層的東西打交道，如果直接用Windows的或I/O讀寫指令進行訪問和操作，程式執行時往往就會產生保護錯誤甚至當機，更嚴重的情況會導致系統崩潰。那麼在Windows下怎樣方便地解決上述問題呢？用DLL(Dynamic Link Libraries)技術就是良好途徑之一。
DLL是Windows最重要的組成要素，Windows中的許多新功能、新特性都是透過DLL來實現的，因此掌握它、應用它是非常重要的。其實Windows本身就是由許多的DLL組成的，它最基本的三大組成模組Kernel、GDI和User都是DLL，它所有的庫模組也都設計成DLL。凡是以.DLL、.DRV、.FON、.SYS和許多以.EXE為副檔名的系統都是DLL，要是開啟WindowsSystem目錄，就可以看到許多的DLL模組。儘管DLL在Ring3優先順序下執行，仍是實現硬體介面的簡便途徑。DLL可以有自己的資料段，但沒有自己的堆疊，使用與它的應用程式相同的堆疊模式，減少了程式設計設計上的不便；同時，一個DLL在記憶體中只有一個例項，使之能高效經濟地使用記憶體；DLL實現的程式碼封裝性，使得程式簡潔明晰；此外還有一個最大的特點，即DLL的編制與具體的程式語言及無關，只要遵守DLL的開發規範和程式設計策略，並安排正確的呼叫介面，不管用何種程式語言編制的DLL都具有通用性。例如在BC31中編制的DLL程式，可用於BC、VC、VB、等多種語言環境中。筆者在BC31環境下編譯了Windows下直接記憶體訪問和埠I/O兩個DLL，用在多個自制系統的應用軟體中，執行良好。

二、DLL的建立和呼叫
DLL的建立及呼叫方法在許多資料上有詳細的介紹，為了節省篇幅，在這裡僅作一些主要的概括。
1.DLL的建立
關於DLL的建立，有如下幾個方面的要素是不可缺少和必須掌握的：
入口函式LibMain( )
就象C程式中的WinMain( )一樣，Windows每次載入DLL時都要LibMain( )函式，主要用來進行一些初始化工作。通常的形式是：

int FAR PASCAL LibMain(HINSTANCE hInstance, wDataSeg,WORD wHeapSize,LPSTR lpszCmdLine)
{
if(wHeapSize!=0) //使區域性堆、資料段可移動
UnlockData(0);
//解鎖資料段
/*此處可進行一些使用者必要的初始化工作*/
return 1; //初始化成功
}

出口函式WEP( )
Windows從記憶體中解除安裝DLL時，呼叫相應的出口函式WEP( )，主要做一些清理工作，如釋放佔用的記憶體資源；丟棄某些字串、點陣圖等資源；關閉開啟的檔案等等。

自定義的輸出函式
為了讓位於不同記憶體段的應用程式進行呼叫，自定義的輸出函式必須定義為遠端函式(使用FAR關鍵字)，以防使用近程指標而得到意外的結果；同時，加上PASCAL關鍵字可加快程式的執行速度，使程式碼簡單高效，提高程式的執行速度。
輸出函式的引出方法
 
在DLL的模組定義檔案中(.DEF)由EXPORTS語句對輸出函式逐一列出。例如：
EXPORTS WEP @1 resntname
//residentname可提高DLL和處理速度
PortIn @2
PortOut @3 //通常對所有輸出函式附加系列號
 
在每個輸出函式定義的說明中使用_export關鍵字來對其引出。
以上兩種方法任選其中的一種即可，不可重複。後面的兩個例項分別使用了上述兩種不同的引出方式，請留意。

2.DLL的呼叫
載入DLL時，Windows尋找相應DLL的次序如下：
.當前工作盤。
Windows目錄；GetWindowsDirectory( )函式可提供該目錄的路徑名。
Windows系統目錄，即System子目錄；呼叫GetSystemDiretory( )函式可獲得這個目錄的路徑名。
DOS的PATH命令中羅列的所有目錄。
中映象的目錄列表中的全部目錄。

DLL模組中輸出函式的呼叫方法：
不論使用何種語言對編譯好的DLL進行呼叫時，基本上都有兩種呼叫方式，即靜態呼叫方式和動態呼叫方式。靜態呼叫方式由編譯系統完成對DLL的載入和應用程式結束時DLL解除安裝的編碼（如還有其它程式使用該DLL，則Windows對DLL的應用記錄減1，直到所有相關程式都結束對該DLL的使用時才釋放它），簡單實用，但不夠靈活，只能滿足一般要求。動態呼叫方式是由程式設計者用API函式載入和解除安裝DLL來達到呼叫DLL的目的，使用上較複雜，但能更加有效地使用記憶體，是編制大型應用程式時的重要方式。具體來說，可用如下的方法呼叫.在應用程式模組定義檔案中，用IMPORTS語句列出所要呼叫DLL的函式名。如：
IMPORTS
MEMORYDLL.MemoryRead
MEMORYDLL.MemoryWrite
讓應用程式執行時與DLL模組動態連結
先用LoadLibrary載入DLL，再用GetProcAddress函式檢取其輸出函式的地址，獲得其指標來呼叫。如：
HANDLE hLibrary;
FROC lpFunc;
int PortValue;
hLibrary=LoadLibrary("PORTDLL.DLL");
//載入DLL
if(hLibrary>31) //載入成功
{
lpFunc=GetProcAddress(hLibrary,"PortIn");
//檢取PortIn函式地址
if(lpFunc!=(FARPROC)NULL)
//檢取成功則呼叫
PortValue=(*lpFunc)(port); //讀port埠的值
FreeLibrary(hLibrary);
//釋放佔用的記憶體
}

三、DLL應用例項源程式
1.直接記憶體訪問的DLL原始碼
//.DEF檔案
LIBRARY
MEMORYDLL
DESCRIPTION 'DLL FOR MEMORY_READ_WRITE '
EXETYPE WINDOWS
CODE
PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE
DATA PRELOAD MOVEABLE SINGLE
HEAPSIZE 1024
//DLL無自己的堆疊，故沒有STACKSIZE語句
EXPORTS WEP @1 residentname
ReadMemory
@2
WriteMemory @3

//.CPP檔案
#include
int FAR PASCAL LibMain(HINSTANCE hInstance,WORD wDataSeg,WORD wHeapSize,LPSTR lpszCmdLine)
{
if(wHeapSize!=0)
UnlockData(0);
return
1;
}

int FAR PASCAL MemoryRead(unsigned int DosSeg,unsigned int DosOffset)
{
WORD wDataor,wSelector;
char far *pData;
char value;
wDataSelector=HIWORD((DWORD)(WORD FAR *)&wDataSelector);
wSelector=AllocSelector(wDataSelector);
//分配選擇器
SetSelectorLimit(wSelector,0x2000);
//置存取界限
SetSelectorBase(wSelector,(((DWORD)DosSeg)<<4)+(DWORD)DosOffset);
//置基地址
pData=(char far *)((DWORD)wSelector<<16);
value=*pData;
FreeSelector(wSelector);
//釋放選擇器
return (value);
}

void FAR PASCAL MemoryWrite(unsigned int DosSeg,unsigned int DosOffset,char Data)
{
WORD wDataSelector,wSelector;
char far *pData;
wDataSelector=HIWORD((DWORD)(WORD FAR *)&wDataSelector);
wSelector=AllocSelector(wDataSelector);
SetSelectorLimit(wSelector,0x2000);
SetSelectorBase(wSelector,(((DWORD)DosSeg)<<4)+(DWORD)DosOffset);
pData=(char far *)((DWORD)wSelector<<16);
*pData=Data;
FreeSelector(wSelector);
}

int FAR PASCAL WEP(int nParam)
{
return 1;
}

2.埠讀寫I/O的DLL原始碼
//.DEF檔案
LIBRARY PORTDLL
DESCRIPTION 'DLL FOR
PORT_IN_OUT '
EXETYPE WINDOWS
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE
DATA
PRELOAD MOVEABLE SINGLE
HEAPSIZE 1024

//.CPP檔案
#include

#include

int FAR PASCAL
LibMain(HINSTANCE hInstance,WORD wDataSeg,WORD wHeapSize,LPSTR lpszCmdLine)
{
if(wHeapSize!=0)
UnlockData(0);
return
1;
}

int FAR PASCAL _export PortOut(int port,unsigned char value)
{
outp(port,value);
return 1;
}

int FAR PASCAL _export PortIn(int port)
{
int result;
result=inp(port);
return (result);
}

int FAR PASCAL _export WEP(int nParam)
{
return 1;
}

分別將上面兩個例項的.DEF檔案和.CPP檔案各自組成一個.PRJ檔案,並進行編譯連結成.EXE或.DLL檔案就可以在應用程式中對其進行呼叫。

四、結束語
在上面，我們利用DLL技術方便地實現了Windows環境下對記憶體的直接訪問和埠I/O的訪問，仿效這兩個例子，還可以編制出更多的適合自己應用系統所需的DLL，如用於資料採集卡的埠操作及擴充套件記憶體區訪問、影片區緩衝區及資料區操作等許多實際應用的程式設計任務中。必要時只需直接DLL，而用不著對應用程式本身作任何改動就可以對應用程式的功能和使用者介面作較大的改善，實現版本升級。因此，掌握好DLL技術對Windows程式開發者很有裨益。