Windows下DLL編程技術(shù)及應用
Windows下DLL編程技術(shù)及應用
摘 要: 
本文介紹了DLL技術(shù)在Windows編程中的基本運用方法及應用，給出了直接內(nèi)存
訪問及端口I/O的兩個實用DLL的全部源代碼。
關(guān)鍵詞: DLL 
Windows編程 內(nèi)存訪問 I/O
一 、引 
言
由于Windows為微機提供了前所未有的標準用戶界面、圖形處理能力和簡單靈便的操作，絕大多數(shù)程序編制人員都已轉(zhuǎn)向或正在轉(zhuǎn)向Windows編程。在許多用戶設(shè)計的實際應用系統(tǒng)的編程任務(wù)中，常常要實現(xiàn)軟件對硬件資源和內(nèi)存資源的訪問，例如端口I/O、DMA、中斷、直接內(nèi)存訪問等等 
。若是編制DOS程序，這是輕而易舉的事情，但要是編制Windows程序，尤其是WindowsNT環(huán)境下的程序，就會顯得較困難。
因為Windows具有"與設(shè)備無關(guān)"的特性，不提倡與機器底層的東西打交道，如果直接用Windows的 
API函數(shù)或I/O讀寫指令進行訪問和操作，程序運行時往往就會產(chǎn)生保護模式錯誤甚至死機，更嚴重的情況會導致系統(tǒng)崩潰。那么在Windows下怎樣方便地解決上述問題呢？用DLL(Dynamic 
Link 
Libraries)技術(shù)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、新特性都是通過DLL來實現(xiàn)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塊Kernel、GDI和User 
都是DLL，它所有的庫模塊也都設(shè)計成DLL。凡是以.DLL、.DRV、.FON、.SYS和許多以.EXE為擴展名的系統(tǒng)文件都是DLL，要是打開Windows\System目錄，就可以看到許多的DLL模塊。盡管DLL在Ring3優(yōu)先級下運行，仍是實現(xiàn)硬件接口的簡便途徑。DLL可以有自己的數(shù)據(jù)段，但沒有自己的堆棧，使用與調(diào)用它的應用程序相同的堆棧模式，減少了編程設(shè)計上的不便；同時，一個DLL在內(nèi)存中只有一個實例，使之能高效經(jīng)濟地使用內(nèi)存；DLL實現(xiàn)的代碼封裝性，使得程序簡潔明晰；此外還有一個最大的特點，即DLL的編制與具體的編程語言及編譯器無關(guān)，只要遵守DLL的開發(fā)規(guī)范和編程策略，并安排正確的調(diào)用接口，不管用何種編程語言編制的DLL都具有通用性。例如在BC31中編制的DLL程序，可用于BC、VC、VB、Delphi等多種語言環(huán)境中。筆者在BC31環(huán)境下編譯了Windows下直接內(nèi)存訪問和端口I/O兩個DLL，用在多個自制系統(tǒng)的應用軟件中，
運行良好。
二、DLL的建立和調(diào)用
DLL的建立及調(diào)用方法在許多資料上有詳細的介紹，為了節(jié)省篇幅，在這里僅作一些
主要的概括。
1.DLL的建立
關(guān)于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：
?. 
入口函數(shù)LibMain( )
就象C程序中的WinMain( )一樣，Windows每次加載DLL時都要執(zhí)行LibMain( 
)函數(shù)，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,WORD wDataSeg,WORD
wHeapSize,LPSTR 
lpszCmdLine)
{
if(wHeapSize!=0) //使局部堆、數(shù)據(jù)段可移動
UnlockData(0); 
//解鎖數(shù)據(jù)段
/*此處可進行一些用戶必要的初始化工作*/
return 1; //初始化成功
}
?出口函數(shù)WEP( 
)
Windows從內(nèi)存中卸載DLL時，調(diào)用相應的出口函數(shù)WEP( 
)，主要做一些清理工作，如釋放占用的內(nèi)存資源；丟棄某些字串、位圖等資源；關(guān)閉打開的文件等等。 
?自定義的輸出函數(shù)
為了讓位于不同內(nèi)存段的應用程序進行遠程調(diào)用，自定義的輸出函數(shù)必須定義為遠程函數(shù)(使用FAR關(guān)鍵字)，以防使用近程指針而得到意外的結(jié)果；同時，加上PASCAL關(guān)鍵字可加快程序的運行速度，使代碼簡單高效，提高程序的運行速度。
?輸出函數(shù)的引出方法
? 
在DLL的模塊定義文件中(.DEF)由EXPORTS語句對輸出函數(shù)逐一列出。例如：
EXPORTS WEP @1 residentname 
//residentname可提高DLL效率和處理速度
PortIn @2 
PortOut @3 //通常對所有輸出函數(shù)附加系列號
? 
在每個輸出函數(shù)定義的說明中使用_export關(guān)鍵字來對其引出。
以上兩種方法任選其中的一種即可，不可重復。后面的兩個實例分別使用了上述兩種不同的引出方式，請留意。
2.DLL的調(diào)用
加載DLL時，Windows尋找相應DLL的次序如下：
?.當前工作盤。
?Windows目錄；GetWindowsDirectory( 
)函數(shù)可提供該目錄的路徑名。
?Windows系統(tǒng)目錄，即System子目錄；調(diào)用GetSystemDiretory( 
)函數(shù)可獲得這個目錄的路徑名。
?DOS的PATH命令中羅列的所有目錄。
?網(wǎng)絡(luò)中映象的目錄列表中的全部目錄。
DLL模塊中輸出函數(shù)的調(diào)用方法：
不論使用何種語言對編譯好的DLL進行調(diào)用時，基本上都有兩種調(diào)用方式，即靜態(tài)調(diào)用方式和動態(tài)調(diào)用方式。靜態(tài)調(diào)用方式由編譯系統(tǒng)完成對DLL的加載和應用程序結(jié)束時DLL卸載的編碼（如還有其它程序使用該DLL，則Windows對DLL的應用記錄減1，直到所有相關(guān)程序都結(jié)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(tài)調(diào)用方式是由編程者用API函數(shù)加載和卸載DLL來達到調(diào)用DLL的目的，使用上較復雜，但能更加有效地使用內(nèi)存，是編制大型應用程序時的重要方式。具體來說，可用如下的方法調(diào)用：
?.在應用程序模塊定義文件中，用IMPORTS語句列出所要調(diào)用DLL的函數(shù)名。如：
IMPORTS 
MEMORYDLL.MemoryRead
MEMORYDLL.MemoryWrite
?讓應用程序運行時與DLL模塊動態(tài)鏈接
先用LoadLibrary加載DLL，再用GetProcAddress函數(shù)檢取其輸出函數(shù)的地址，獲得其指針來調(diào)用。如：
HANDLE 
hLibrary;
FARPROC lpFunc;
int 
PortValue;
M
hLibrary=LoadLibrary("PORTDLL.DLL"); 
//加載DLL
if(hLibrary>31) //加載成功 
{
lpFunc=GetProcAddress(hLibrary,"PortIn"); 
//檢取PortIn函數(shù)地址
if(lpFunc!=(FARPROC)NULL) 
//檢取成功則調(diào)用
PortValue=(*lpFunc)(port); //讀port端口的值
FreeLibrary(hLibrary); 
//釋放占用的內(nèi)存
} 
M
三、DLL應用實例源程序
1.直接內(nèi)存訪問的DLL源代碼
//.DEF文件
LIBRARY 
MEMORYDLL
DESCRIPTION 'DLL FOR MEMORY_READ_WRITE '
EXETYPE WINDOWS
CODE 
PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE
DATA PRELOAD MOVEABLE SINGLE
HEAPSIZE 1024 
//DLL無自己的堆棧，故沒有STACKSIZE語句 
EXPORTS WEP @1 residentname
ReadMemory 
@2
WriteMemory @3
//.CPP文件
#include <windows.h>
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 wDataSelector,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.端口讀寫I/O的DLL源代碼
//.DEF文件
LIBRARY PORTDLL
DESCRIPTION 'DLL FOR 
PORT_IN_OUT '
EXETYPE WINDOWS
CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE
DATA 
PRELOAD MOVEABLE SINGLE
HEAPSIZE 1024
//.CPP文件
#include 
<windows.h>
#include <dos.h>
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;
}
分別將上面兩個實例的.DEF文件和.CPP文件各自組成一個.PRJ文件,并進行編譯鏈接成.EXE或.DLL文件就可以在應用程序中對其進行調(diào)用。
四、結(jié) 
束 
語
在上面，我們利用DLL技術(shù)方便地實現(xiàn)了Windows環(huán)境下對內(nèi)存的直接訪問和端口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(tǒng)所需的DLL，如用于數(shù)據(jù)采集卡的端口操作及擴展內(nèi)存區(qū)訪問、視頻區(qū)緩沖區(qū)及BIOS數(shù)據(jù)區(qū)操作等許多實際應用的編程任務(wù)中。必要時只需直接更新DLL，而用不著對應用程序本身作任何改動就可以對應用程序的功能和用戶接口作較大的改善，實現(xiàn)版本升級。因此，掌握好DLL技術(shù)對Windows程序開發(fā)者很有裨益。
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