Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Національний університет “Львівська політехніка”
Кафедра ЕОМ
Системне програмування
СТВОРЕННЯ БІБЛІОТЕК ДИНАМІЧНОГО КОМПОНУВАННЯ ТА ЇХ ВИКОРИСТАННЯ В РЕЖИМІ НЕЯВНОГО ЗВ’ЯЗУВАННЯ
Тема:
СТВОРЕННЯ БІБЛІОТЕК ДИНАМІЧНОГО КОМПОНУВАННЯ ТА ЇХ ВИКОРИСТАННЯ В РЕЖИМІ НЕЯВНОГО ЗВ’ЯЗУВАННЯ
Мета: Ознайомитись з технологією створення та використання бібліотек динамічного компонування з використанням неявного зв’язування.
ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
DLL (англ. Dynamic-link library — динамічно завантажувана бібліотека) — реалізовані компанією Microsoft загальні бібліотеки в ОС Windows. Як правило бібліотеки мають розширення файлу *.dll, *.ocx (для бібліотек, що містять елементи керування ActiveX) або *.drv (драйвери старих версій ОС). Структура DLL така сама, як і в PE-файлів (Portable Executable) для 32-, 64-розрядних Windows, та New-Executable (NE) для 16-бітових Windows.
DLL може містити 2 типи функцій: експортні та внутрішні. Експортні функції визначаються за допомогою ключового слова __declspec(dllexport) і можуть бути викликані з програм, що завантажили динамічну бібліотеку, яка містить ці функції. Внутрішні функції – це функції, які використовуються в середині DLL і не можуть бути викликані ззовні.
DLL є модулем (module). Тобто, вона складається з: сегментів коду, сегментів ресурсів та одного сегменту даних. Крім цього DLL може містити точку входу. Точка входу – це функція DllMain, яка викликається при завантаженні або вивантажені бібліотеки потоком або процесом. Ця функція має наступний прототип:
BOOL APIENTRY DllMain(
HANDLE hModule, // Хендл DLL модуля
DWORD ul_reason_for_call, // Причина виклику
LPVOID lpReserved ); // Зарезервовано
Якщо DllMain повертає FALSE, то бібліотека вважається такою, що не завантажилася. При неявному зв’язуванні це призведе до відмови запуску програми, а при явному – помилки завантаження лише цієї бібліотеки.
В процесі виконання вміст бібліотеки залишається незмінним (сегменти коду та сегменти ресурсів), що дозволяє завантажувати її в пам’ять в єдиному екземплярі і використовувати багатьма завданнями одночасно. Використання dll дозволяє економити пам’ять, забезпечити модульність програм, полегшити процес встановлення програм.
Можливі 2 способи використання динамічних бібліотек. Вони називаються явним та неявним зв’язуванням. Явне та неявне зв’язування бібліотеки з програмою мають суттєві відмінності в процесі написання та компіляції програми.
Неявне зв’язування бібліотеки з програмою (Load-time dynamic linking) полягає в тому, що бібліотека (яка міститься у файлі з розширенням .dll) завантажується в пам’ять в момент завантаження програми. При відсутності бодай однієї з бібліотек при запуску програми відбудеться збій та припинення виконання програми.
Щоб реалізувати неявне зв’язування необхідно до проекту програми включити прототипи функцій, що містяться в бібліотеці та бібліотеку імпорту (має розширення .lib). На даному етапі наявність файлу з розширенням .dll не є необхідною. При компіляції лінкер створює виконавчий файл, який містить код, що забезпечує систему інформацією, яка необхідна для автоматичного завантаження бібліотеки з .dll файлу та інформацією, яка необхідна для зв’язування імен функцій у програмі з їх адресами у бібліотеці.
Неявне зв’язування дозволяє здійснювати виклик функцій з бібліотеки написанням коду програми в стилі притаманному мовам С\С++.
ВИКОНАННЯ РОБОТИ
Написання програми складається з 2-ох етапів. На першому етапі створюється бібліотека. На другому етапі – створюється програма, яка викликатиме функції з створеної бібліотеки.
1. Для створення бібліотеки створюємо новий проект типу Win32 Project та в налаштуваннях вибираємо тип проекту DLL, так як показано на рис. 1:
Рис.1. Вибір типу проекту для створення DLL засобами MSVS.
2. Створюємо заголовний файл бібліотеки (з розширенням .h) для забезпечення експортування інтерфейсів функцій
Заголовний файл (DLLTEST.H)
#ifndef _DLLTEST_H_#define _DLLTEST_H_ #include <iostream>#include <stdio.h>#include <windows.h>
using namespace std;extern "C" __declspec(dllexport) void NumberList();extern "C" __declspec(dllexport) void LetterList();#endif
3. Створюємо .срр файл з вмістом коду бібліотеки.
Код бібліотеки (DLLTEST.CPP)
#include "dlltest.h"#define MAXMODULE 50char module[MAXMODULE];extern "C" __declspec(dllexport) void NumberList() { GetModuleFileName(NULL, (LPTSTR)module, MAXMODULE); cout << "This function was called from " << module << endl << endl; cout << "NumberList(): "; for(int i=0; i<10; i++) { cout << i << " "; } cout << endl << endl;}extern "C" __declspec(dllexport) void LetterList() { GetModuleFileName(NULL, (LPTSTR)module, MAXMODULE); cout << "This function was called from " << module << endl << endl; cout << "LetterList(): "; for(int i=0; i<26; i++) { cout << char(97 + i) << " "; } cout << endl << endl;}
Бібліотека містить 2 функції, які виводять текст на консоль. Рядок
extern "C" __declspec(dllexport)
означає, що функцію буде видно зовні DLL (тобто її можна викликати з іншої програми).
Після компіляції ми одержимо DLL – бібліотеку, яка складатиметься з 2-о файлів: dlltest.dll, dlltest.lib. Зауважимо, що дана бібліотека, хоч і не має явно оголошеної точки входу, проте функція DllMain все ж таки буде створена неявно, хоч нічого і не робитиме.
4. На другому етапі створюємо новий проект типу Win32 Project та в налаштуваннях вибираємо тип проекту Console Application. Додаємо до проекту заголовочний файл бібліотеки, який створений нами на кроці 2. Підключаємо бібліотеку імпорту в властивостях проекту як показано на рис. 2.
5. Пишемо програму в стилі С/С++, яка здійснюватиме виклик функцій з бібліотеки як показано нижче. Компілюємо і запускаємо програму.
#include <conio.h>#include "dlltest.h"void main() { NumberList(); LetterList(); getch();}
Рис.2. Підключення бібліотеки імпорту в проект.
ВИСНОВОК:
Я ознайомився з технологією створення та використання бібліотек динамічного компонування з використанням неявного зв’язування.