静态链接库
随着时代的发展，软件也逐渐零件化，一个大的软件项目，需要很多人同时编写，但又不可能编写在同一文件或者同一项目中，所以很好的一个办法就是把项目拆成很多份，不同的人去做不同的事，就像汽车零件，零件做好后组装起来，所以静态链接库就是一种软件模块化的一种解决方案
我们在编写代码的时候一直在用，只是不自知而已
现在我们就开始自己写个静态库
实验环境：winxp VC++ 6
在创建新项目选择静态库
然后就是起项目名称，这个看自己，我这里就从简了，命名为A
创建后编译器就会生成这些东西，原来里面有C++的东西，把这些删掉不要
// A.h: interface for the A class.
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
#if !defined(AFX_A_H__E3758508_09B2_4D22_9607_1D6B9A0AAE8C__INCLUDED_)
#define AFX_A_H__E3758508_09B2_4D22_9607_1D6B9A0AAE8C__INCLUDED_
#if _MSC_VER > 1000
#pragma once
#endif // _MSC_VER > 1000
int add(int x,int y);
#endif // !defined(AFX_A_H__E3758508_09B2_4D22_9607_1D6B9A0AAE8C__INCLUDED_)
这个头文件就先定义一个加法,然后再去AA.cpp里写这个函数的具体实现方法
// A.cpp: implementation of the A class.
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
#include "stdafx.h"
#include "A.h"
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Construction/Destruction
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
int add(int x,int y)
{
return x+y;
}
然后就可以编译了，点F7，在文件中找AA.lib和AA.h
接下来就是要怎么使用这个静态库了
首先去重新开启一个空项目，然后把得到的两个文件复制进这个项目的工作路径
在头文件添加进刚刚传进去的A.h文件，这里需要一个插件，因为VC6有bug，后面附上文件
添加进去
#include "A.h"
#include <stdio.h>
int main()
{
int x = add(1, 2);
printf("%d", x);
return 0;
}
Test.cpp文件这样写，但还不够，我们还需要告诉编译器我们要使用静态库，因此，还需要加上这么一句
#include "A.h"
#include <stdio.h>
#pragma comment(lib,"AA.lib")
int main()
{
int x = add(1, 2);
printf("%d", x);
return 0;
}
这样算是个固定格式吧，多写就知道了
运行没有问题
这么写可能还是会感到麻烦，还要写那么多的配置，还要导入文件，马上就说一个一劳永逸的办法
刚刚不是生成了两个文件，一个A.h，一个A.lib，把这两个文件放进系统库就可以了，不仅这个项目需要，如果其它系统也需要，也能直接引用
在VC6下的路径里就能看到include和lib了，就在里面加上两个文件，我把.h文件放在Include目录下，lib我放在Lib目录下
然后在工程->设置中->连接中添加A.lib
然后这样，就可以用尖括号来引用了
缺点
相信大家都知道动态链接库也就是dll文件，正是因为有dll所以才能证明静态链接库有弊端
1.使用静态链接生成的可执行文件体积较大
2.包含相同的公共代码，造成浪费
第一缺点什么意思呢，你去看汇编，发现自己定义的静态链接库的函数也在主函数附近，相当于是他把这个自定义的函数给你装进了这个exe文件里
离得很近，所以会使体积变大
第二个缺点就是假如我有十个代码需要用到这个函数，那么我的CPU就要跑十份相同的代码，造成资源的浪费
所以才会有dll，静态链接库的缺点就是dll的优点
动态链接库
什么是动态链接库？
动态链接库（Dynamic Link Library，缩写为DLL），是微软公司在Windows操作系统中，实现共享函数库概念的一种方式
扩展名有：.dll、.ocx（包含ActiveX控制的库）
随便用OD打开个exe文件，点击E模块
我们也叫这个为进程，可以看到这里有许多的dll，如果是采用静态库的话，就会跟exe编在一起，这里的dll是等需要exe用的时候才会加载过来，是独立存在的，所以不会使exe文件变大
静态库的第二个缺点是重复使用，造成浪费，还记得内存映射文件共享吗，这些exe是用物理页的方式来使用这些dll的，而这个物理页也只有一份，所以不会造成浪费
创建dll
新建，名字从简，选择简单的dll工程，这里生成的B.cpp是dll的入口函数，没有需求的话就不要动他
然后右键选择New Class
确定后，把原来的C++部分删掉，然后就开始创建函数
这里采用固定的格式
extern "C" _declspec(dllexport) 调用约定 返回类型 函数名(参数列表);
// MyDll.h: interface for the MyDll class.
#endif // _MSC_VER > 1000
extern "C" _declspec(dllexport) _stdcall int add(int x,int y);
extern "C" _declspec(dllexport) _stdcall int sub(int x,int y);
#endif
我把其它部分删了，节省空间，写法大概就是这么个写法，调用约定不写的话会采用你编译器设定的方式，然后在MyDll.cpp写上他的实现方法
// MyDll.cpp: implementation of the MyDll class.
#include "stdafx.h"
#include "MyDll.h"
_stdcall int add(int x,int y)
{
return x+y;
}
_stdcall int sub(int x,int y)
{
return x-y;
}
这样就写好了一个dll
extern就相当于是向别人说明我提供这个函数，来使用我啊，那别的模块怎么使用并且知道这个模块的函数，有几个函数呢？
这里就涉及PE知识里的导入导出表了，通常情况下，exe有导入表，dll导入导出都有，但是不绝对，exe也可以有导入表。别的模块就可以通过这些表来知道你有多少函数，分别是啥等
我们用一个工具来看看我们写的dll的函数
随便查看PE文件都有查询功能，看到这个导出函数，有两个，所以从导出表就能看到提供了那些函数。这个函数名不是我们想要的，有点难看话，可以自己定义函数名
extern 那部分删掉，留下函数的声明，新建一个文本文件，后缀改成.def
在.def上写上
也是固定格式
EXPROTS
函数名 @编号
函数名 @编号 NANAME
//B.def
EXPORTS
add @12
sub @13 NONAME
所以函数就有两种方式导出，一个是函数名，一个是编号
（一定要写对英文单词啊，就因为写错了，又找了一会儿错误QAQ）
看到上面一个有名字，一个没名字，要用的话也可以用序号，为什么要设置没有名字的呢？
对于一个大项目来说，一个函数的名字就能看出这个函数是在干啥了，如果你胡乱起名，其他人接手或者其他人使用的时候不利于交接，所以，为了不改函数名的条件下，但也不想让人知道这个函数做了什么，就可以用这个NONAME，但是对于懂底层的人来说，隐不隐藏都一样，切到汇编看一下就知道这函数做了什么，所以这招是防君子不防小人
使用dll
首先先把dll复制到测试的工作路径下
然后根据步骤来写
//步骤1：定义函数指针
typedef int(_stdcall *lpadd)(int,int);
typedef int(_stdcall *lpsub)(int,int);
//步骤2：声明函数指针变量
lpadd myadd;
lpsub mysub;
//步骤3：动态加载dll到内存中
HINSTANCE hDll = LoadLibrary("*.dll");
//步骤4：获取函数地址
myadd = (lpadd)GetProcAddress(hDll,"add");
mysub = (lpsub)GetProcAddress(hDll,(char*)0xD);
//步骤5：调用函数
int a = myadd(10,2);
int b = mysub(10,2);
//步骤6：释放动态链接库
FreeLibrary(hDll);
//Test.cpp
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
typedef int(_stdcall *lpAdd)(int,int);
typedef int(_stdcall *lpSub)(int,int);
lpAdd myAdd;
lpSub mySub;
int main()
{
HINSTANCE hDll = LoadLibrary("B.dll");//加载dll
myAdd = (lpAdd)GetProcAddress(hDll,"add");
mySub = (lpSub)GetProcAddress(hDll,(char*)0xD);
int a = myAdd(1,2);
int b = mySub(5,2);
FreeLibrary(hDll);
return 0;
}
注意调用约定一定要一致，不然会出现栈区混乱的问题
这些API感兴趣的也可以自己查查，这里就不多介绍了
隐式链接
在上一章，我们用代码使用了dll，这个方式我们称为显式链接，优点就是非常灵活，只用一个dll文件，缺点就是比较麻烦，需要一个一个的去获取函数的地址
隐式链接的优点就是只要配置完成，就可以直接调用函数
先去把上一章的dll复制一下，我这里把两个函数都设置成有名字了
在dll的项目里找到dll和lib这两个文件，在显式链接中，只需要dll就够了，但在隐式链接中则还需要lib文件，这个跟静态库的lib文件不同，这里存的都是些辅助信息，编译器需要这些辅助信息来找到函数在哪
把这两个文件复制到测试的项目里，也可以放到库目录里，配置一下就就可以了。这是第一步
第二步就是添加辅助信息把
第三步是声明函数
// 隐式链接Test.cpp
#include "stdafx.h"
//第二步：添加辅助信息
#pragma comment(lib,"B.lib")
//第三步：声明函数
_declspec(dllimport) _cdecl int add(int x,int y);
_declspec(dllimport) _cdecl int sub(int x,int y);
int main(int argc, char* argv[])
{
int a = add(2,3);
int b = sub(5,2);
return 0;
}
也是没有问题
配置好后可以直接使用函数，不用再去获取函数地址，因为在辅助信息中得到过了
所以可以根据别人的给的文件而来自由选择链接的方式
看到这个代码你可能会觉得这跟静态太库很相似，那就来看看汇编
看这里并不是直接调用而是间接调用，调用的是一个固定的内存位置
也就是
call 0x40101234 这就是直接调用，这个地址就是函数的地址
call dword ptr [__imp_?add@@YAHHH@Z (0042a190)] 而这个就只是间接调用，每当加载dll获取函数地址时，这个地址就会存进42a190这个地址，中间有个过度
所以隐式链接并没有把函数写进exe文件里
还需要注意的是，如果使用的extern "C"的指令的方式来声明函数，那么在这儿的第三步也要加进去，调用约定还是要保持一致
如何实现的
在上一章我说到了导入导出表，当我们把上面的代码编译运行，编译器就会生成导入导出表
可以看到B.dll已经加载进去了，使用隐式链接的时候就导进去了，这个导入表就会详细记录这个exe需要哪些dll，那些函数
所以使用隐式链接的话，系统会帮我们使用LoadLibrary和GetProceAddress，因此显式也好，隐式也罢，实现的方法一样，只是一个是我们自己动手，一个系统帮忙
DllMain函数
BOOL WINAPI DllMain(
HINSTANCE hinstDLL, // handle to the DLL module
DWORD fdwReason, // reason for calling function
LPVOID lpvReserved // reserved
);
在平常的exe代码中，会有main函数，也叫主函数，也是整个程序的入口，然后跑到return就停止了
但是DllMain不一样，不一定只执行一次就结束了
先介绍参数
hinstDLL
用来知晓dll被加载到了什么位置，一个dll可能会被许多的进程加载，比如说A进程把dll加载到了10000的位置，B进程把dll加载到了20000的位置，所以就是用来得知把dll加载到了什么位置
fdwReason
这个dll被调用的原因，根据以下的情况分类
这里提到了四种，那么就有四种情况被调用，那么就来一个个分析
DLL_PROCESS_ATTACH
Indicates that the DLL is being loaded into the virtual address space of the current process as a result of the process starting up or as a result of a call to LoadLibrary. DLLs can use this opportunity to initialize any instance data or to use the TlsAlloc function to allocate a thread local storage (TLS) index.
这表示DLL正在被加载到当前进程的虚拟地址空间中，这是由于进程启动或调用LoadLibrary函数的结果。DLL可以利用这个机会来初始化任何实例数据，或者使用TlsAlloc函数来分配一个线程本地存储（TLS）索引。
这个是首次使用LoadLibrary时，会得到这个宏
后面的代码会实验
DLL_PROCESS_DETACH
Indicates that the DLL is being unloaded from the virtual address space of the calling process as a result of unsuccessfully loading the DLL, termination of the process, or a call to FreeLibrary. The DLL can use this opportunity to call the TlsFree function to free any TLS indices allocated by using TlsAlloc and to free any thread local data.
这表明DLL（动态链接库）正在从调用进程的虚拟地址空间中卸载，这可能是因为DLL加载失败、进程终止，或者调用了FreeLibrary函数。DLL可以利用这个机会调用TlsFree函数，以释放通过TlsAlloc分配的所有TLS（线程局部存储）索引，并释放任何线程本地数据。
这里是调用了FreeLibrary就会传进这个宏，但是后面的实验是，只输出了一个，所以推断只是最后一次使用FreeLibrary才会传这个宏
DLL_THREAD_ATTACH
Indicates that the current process is creating a new thread. When this occurs, the system calls the entry-point function of all DLLs currently attached to the process. The call is made in the context of the new thread. DLLs can use this opportunity to initialize a TLS slot for the thread. A thread calling the DLL entry-point function with DLL_PROCESS_ATTACH does not call the DLL entry-point function with DLL_THREAD_ATTACH.
Note that a DLL's entry-point function is called with this value only by threads created after the DLL is loaded by the process. When a DLL is loaded using LoadLibrary, existing threads do not call the entry-point function of the newly loaded DLL.
这表明当前进程正在创建一个新的线程。当这种情况发生时，系统会调用当前附加到该进程的所有动态链接库（DLL）的入口点函数。这个调用是在新线程的上下文中进行的。DLL可以利用这个机会为线程初始化一个线程局部存储（TLS）槽。一个线程在调用DLL的入口点函数并带有DLL_PROCESS_ATTACH参数时，不会再次以DLL_THREAD_ATTACH参数调用DLL的入口点函数。
请注意，只有当DLL被进程加载后创建的线程才会使用此值调用DLL的入口点函数。当使用LoadLibrary加载DLL时，已经存在的线程不会调用新加载的DLL的入口点函数。
意思为当我创建一个线程并在里面使用LoadLibrary时会传入这个宏，并且只要是在不同的线程里使用就会传入这个宏
DLL_THREAD_DETACH
Indicates that a thread is exiting cleanly. If the DLL has stored a pointer to allocated memory in a TLS slot, it uses this opportunity to free the memory. The system calls the entry-point function of all currently loaded DLLs with this value. The call is made in the context of the exiting thread.
这表明线程正在正常退出。如果DLL在TLS（线程局部存储）槽中存储了指向已分配内存的指针，它将利用这个机会释放该内存。系统会用这个值调用当前已加载的所有DLL的入口点函数。这个调用是在正在退出的线程的上下文中进行的。
意思为线程正常的退出就会传入这个宏
代码演示
用了显式链接，更能体现出中间的这个参数使用情况
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
typedef int(_cdecl *lpAdd)(int,int);
typedef int(_cdecl *lpSub)(int,int);
lpAdd myAdd;
lpSub mySub;
DWORD WINAPI ThreadProc1(
LPVOID lpParameter // thread data
)
{
HINSTANCE hDll = LoadLibrary("B.dll");//断点
FreeLibrary(hDll);
return 0;
}
DWORD WINAPI ThreadProc2(
LPVOID lpParameter // thread data
)
{
HINSTANCE hDll = LoadLibrary("B.dll");//断点
return 0;
}
int main()
{
HANDLE hThread[2];
HINSTANCE hDll1 = LoadLibrary("B.dll");//断点
HINSTANCE hDll2 = LoadLibrary("keyhook.dll");
hThread[0] = CreateThread(NULL,0,ThreadProc1,NULL,0,NULL);
hThread[1] = CreateThread(NULL,0,ThreadProc2,NULL,0,NULL);
WaitForMultipleObjects(2,hThread,TRUE,INFINITE);//验证两个线程的参数传入
myAdd = (lpAdd)GetProcAddress(hDll1,"add");
mySub = (lpSub)GetProcAddress(hDll1,(char*)0xD);
int a = myAdd(1,2);
int b = mySub(5,2);
getchar();
FreeLibrary(hDll1);
OutputDebugString("———————————\n");
FreeLibrary(hDll2);
return 0;
}
还有在Dllmain上面写上输出代码来验证
// B.cpp : Defines the entry point for the DLL application.
//
#include "stdafx.h"
BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule,
DWORD ul_reason_for_call,
LPVOID lpReserved
)
{
switch(ul_reason_for_call)
{
case DLL_PROCESS_ATTACH:
OutputDebugString("1. DLL_PROCESS_ATTACH\n");
break;
case DLL_PROCESS_DETACH:
OutputDebugString("2. DLL_PROCESS_DETACH\n");
OutputDebugString("———————————");
break;
case DLL_THREAD_ATTACH:
OutputDebugString("3. DLL_THREAD_ATTACH\n");
break;
case DLL_THREAD_DETACH:
OutputDebugString("4. DLL_THREAD_DETACH\n");
break;
}
return TRUE;
}
编译后别忘了把dll重新复制到测试目录里
我这里说一下顺序
1为首次使用LoadLibrary
2为最后使用的FreeLibrary
3为线程中使用LoadLibrary
4为线程正常退出
执行后看输出
可以看到首先1使用了，然后就是3、4、3、4，说明线程的也正常传入了，这里说明一下，你可能会看到3、3、4、4的情况，这里没有明确指定那个线程必须执行完才开始另一个线程，所以这是正常现象，随后我在两个free之间插入了一个输出，发现参数在输出之后，所以推断是最后一次使用。
三个free也是了一样的，害的我重新写了个dll（→_→）
所以，每当调用dll可以根据不同情况来些不同的代码，来做不同的事（嘿嘿嘿）都可以在DllMain里实现
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发表于 2024-5-24 09:52
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