MSVC vs. MinGW 之dll玩轉攻略手記

轉自梁月強的新浪微博
原路徑：http://blog.sina.com.cn/s/blog_4f183d960100gqfj.html

一份粗糙的研究記錄，有待補完和整理。

 

MinGW:
c -> o           gcc -c a.c
c -> exe         gcc a.c libs.o -o a.exe (從主程式a.c,附加libs，生成a.exe)
o -> exe         gcc a.o b.o ... -o main.exe
c -> dll,def,a   gcc a.c -shared -o a.dll -Wl,--output-def,a.def,--out-implib,liba.a
a -> dll           a2dll liba.a 
dll -> a:          dlltool --dllname a.dll --def a.def --output-lib liba.a (需要def檔案)
a -> def:        dumpbin /exports lib.a > lib.def (在windows上呼叫，def需要修改)
dll -> def :      pexports a.dll -o > a.def (這里的-o是指給函式標序號)
lib -> def :      reimp -d a.lib
lib -> a:          (for __cdecl functions in most case) reimp a.lib; (for __stdcall functions)

MSVC:
c -> lib     cl /LD a.c (注意已經定義了export串列)
c -> dll     cl /LD a.c
c -> obj     cl /c a.c
c -> exe     cl a.c /out:a.exe
dll ->lib   lib /machine:ix86 /def:a.def /out:a.lib (需要def檔案)
obj ->lib   lib a.obj b.obj... /out:mylib.lib
dll ->def   DUMPBIN a.dll /EXPORTS /OUT:a.def (生成的def需要做修正)
lib ->def   reimp -d a.lib (這個要在MSYS+MinGW下用)

 

關于這些工具的適用范圍可以很容易的理解和記憶。

dll和exe都是PE檔案，所以可以使用pexports.

lib和a是靜態庫檔案，都是歸檔型別，不是PE格式。所以不能使用pexports.

dll可以使用dlltool.

lib可以使用lib, 和reimp(lib->a工具)

所有的bin檔案，包括dll,exe,lib,a都可以使用dumpbin.

 

參考:

http://hi.baidu.com/kaien_space/blog/item/5e77fafa2ba9ff16a8d3110a.html
Mingw官網檔案:   http://www.mingw.org/wiki/MSVC_and_MinGW_DLLs
http://oldwiki.mingw.org/index.php/CreateImportLibraries
http://www.mingw.org/wiki/FAQ
http://hi.baidu.com/opaquefog/blog/item/9b21b6deb324e25dccbf1ab7.html
http://qzone.qq.com/blog/8330936-1238659272

http://hi.baidu.com/jzinfo/blog/item/b0aa1d308de99f9da8018e00.html

 

 

本篇測驗用代碼:

1. main.cpp

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include "mylib.h"

using namespace std;

int main()
{
char str[]="Hello world!";
printhello(str);

return 0;
}

2. mylib.cpp

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include "mylib.h"

using namespace std;

void EXPORT printhello(char *str)
{
cout << str << endl;
}

3. mylib.h


#define EXPORT __declspec(dllexport)

extern "C"
{
void EXPORT printhello(char *str);
}

 

關于DLL的定義和使用:
1. 需要外部呼叫的函式，定義的時候要在函式宣告前加入
__declspec(dllexport)
方便起見，可以定義成宏
#define EXPORT __declspec(dllexport)
然后在定義函式宣告的時候使用，例如:
void EXPORT printhello(char *str);

只有注明EXPORT的函式才能出現在dll的輸出表中，外部函式才能呼叫。
關于函式呼叫約定__cdecl 還是 __stdcall。我們可以在輸出函式名前添加，也可以用cl編譯的時候指明
/Gd 使用 __cdecl 呼叫約定 (C declaration,是C和C++默認格式)，手動堆疊平衡(支持可變引數)
/Gz 使用 __stdcall 呼叫約定 (是pascal, fortran等的呼叫約定)， 自動堆疊平衡
此外還有其他的呼叫約定，如_fastcall，把前兩個引數通過暫存器傳遞，呼叫速度快。

要使用dll,我們可以動態呼叫它，也可以轉換成lib庫靜態呼叫。
動態呼叫就是說，先用LoadLibrary加載到記憶體中。再用GetProcAddress得到函式地址就可以使用了。比較麻煩。
靜態呼叫就是說，先為需要呼叫的函式生成def檔案，然后制作靜態庫lib檔案。再用這個lib呼叫dll里的函式。

__cdecl 和 __stdcall

VC上編譯C和C++程式時，默認使用__cdecl函式呼叫約定。如果想生成__stdcall的函式，我們可以使用/GZ編譯.例如:

cl /Gz /LD mylib.cpp

這樣生成的dll和lib就是使用的__stdcall約定

通過下面的命令

dumpbin /exports mylib.dll 或mylib.lib 我們可以看到

    ordinal hint RVA      name

          1    0 0000107E _printhello@4

下面是__cdecl的函式名書寫規格

    ordinal hint RVA      name

          1    0 0000107E printhello

可見__stdcall里多了前綴和后綴。

 

 

 

 

 

DEF檔案格式:
LIBRARY DLLNAME.DLL
EXPORTS
fonctionname1   @1
fonctionname2    @2
................

(注意__cdecl和__stdcall呼叫約定的DEF檔案書寫區別。)


從DLL制作def檔案:

MinGW上的實作方法:

pexports mydll.dll -o > mydll.def

MSVC上的實作方法:

1. 制作一份dll的匯出函式表,使用VC的dumpbin命令
dumpbin mydll.dll /exports > mylib.def
2. 打開def檔案修改之
i） 添加 LIBRARY mydll.dll
    EXPORTS
ii) 在EXPORTS后面加入改好的需要匯出到lib中函式名串列

(注意: 因為函式呼叫約定的不同，所以匯出的函式名會有前綴或后綴，這些都盡量不要修改。否則可能無法正常呼叫！具體操作，后面會舉例說明)
(非常值得注意的是: 這個EXPORTS的函式名串列，有些情況下，你可能根本無法知道這些函式名的書寫規則。不要總認為dumpbin中得到的名字就可以通用了。也不要認為pexports得到的def檔案就不用修改了。事實上，如果我們宣告函式的時候沒有用extern "C"{}. 那么你在VC中呼叫一個MinGW的dll時你就會發現，問題變得很棘手。def的函式名書寫規則和你要呼叫dll的函式約定有關，和dll里的前后綴無關。切記！)
另外， 在使用dll里的函式的時候，需要一份.h檔案，對呼叫的函式進行宣告。這里的函式名里沒有那些附加的前后綴的，這點要注意。


在VC中生成dll和lib(呼叫dll庫)

cl /LD mylib.cpp    (得到mylib.dll和mylib.lib)

 

在MinGW中生成dll, def和a(呼叫dll庫)
g++ mylib.cpp -shared -o mylib_linux.dll -Wl,--output-def,mydll.def,--out-implib,mylib.a

 

 

 

 

 

 

 

在VC中生成靜態庫lib(不使用dll)

(注意: 靜態庫(lib和a)實際上就是一種歸檔檔案)

cl -c mylib.cpp    編譯cpp得到obj

lib mylib.obj /out:mylib.lib (生成歸檔檔案mylib.lib)

在MinGW中生成靜態庫a(不使用dll)
g++ -c mylib.cpp   得到o檔案

ar r mylib.a mylib.o 生成歸檔檔案mylib.a

 

 

 

 

VC中呼叫VC的dll (lib方式)

 

分為有lib檔案和無lib檔案兩種情況。第二種情況需要先生成lib檔案再呼叫。

我們感興趣的是第二種情況。具體操作實戰如下:
我們只有一個mylib.dll, 需要呼叫一個輸出函式printhello
1. 制作def
dumpbin mylib.dll /exports >mylib.def
得到一份完整的輸出函式串列。
在開頭添加 LIBRARY mylib.dll
再把下面的輸出函式資訊
    ordinal hint RVA      name

          1    0 0000107E printhello
    修改成
    EXPORTS
          printhello       @1
其他的資訊都洗掉。

也可以在MinGW上直接呼叫 pexports mylib.dll > mylib.def (這就是MinGW的方便之處了)

2. 生成lib
需要mylib.dll和mylib.def
lib /machine:ix86 /def:mylib.def
這樣就會生成mylib.lib和mylib.exp兩個檔案。(mylib.exp可以洗掉)

3. 通過lib呼叫dll
在程式main.cpp中加入#include "mylib.h"
這樣就可以呼叫這個函式了

cl main.cpp mylib.lib   編譯生成main.exe檔案。
(注意:這個程式的運行需要dll的參與！編譯后lib檔案可以洗掉，但mylib.dll不能洗掉，切記！）

MinGW呼叫MinGW的dll (直接連接 和 a連接)

MinGW的dll可以像靜態庫.a那樣直接連接使用。

g++ main.cpp mylib.dll

也可以使用

g++ main.cpp -lmylib

直接呼叫dll編譯生成main.exe檔案。非常的簡單方面。

當然，從研究的角度來說，我們討論一下如何通過庫檔案a來實作連接。其方法和VC的情況雷同。

考慮無a檔案的情況。
1. 制作def
直接呼叫 pexports mylib.dll > mylib.def

2. 生成a
需要mylib.dll和mylib.def
dlltool --dllname mylib.dll --def mylib.def --output-lib libmylib.a

這樣就會生成庫檔案libmylib.a檔案。

3. 通過a呼叫dll

在程式main.cpp中加入#include "mydll.h"
這樣就可以呼叫dll里的函式了

g++ main.cpp libmylib.a -o main.exe 編譯生成main.exe檔案。

 

 

VC中呼叫MinGW的dll
現在如何在VC中呼叫MinGW生成的mylib_linux.dll呢？(注意:VC無法使用MinGW的a檔案，也無法像MinGW那樣直接呼叫dll)
我們可以使用def檔案生成VC可用的lib，通過lib呼叫

如果你沒有def檔案，那就用前面說過的方法（dumpbin(手動)，或pexports(自動)) 生成一個。

如果你已經有了def檔案。內容如下:
LIBRARY mylib_linux.dll
EXPORTS
printhello              @1

下面的命令可以根據def生成lib

lib /machine:ix86 /def:mydll.def      生成mydll.lib。
通過lib呼叫dll

cl main.cpp mydll.lib 生成main.exe呼叫dll

 

MinGW中呼叫VC的dll

 

如過dll是__cdecl約定，那么可以像靜態庫那樣直接使用。如果

如果使用的是__stdcall呼叫約定。這時，我們無法像__cdecl那樣直接使用了。我們有兩種思路，一種是生成VC上的lib，然后直接呼叫。另一種是制作def和a檔案，通過他們呼叫dll。

(注意，在這種情況下，不能用reimp從lib得到a。即使這個lib可以直接使用。生成的a也不能用。想得到可用的a檔案需要按以下步驟操作)

1. 制作def
呼叫 pexports mylib.dll | sed "s/_//" > mylib.def （sed部分去除函式名前的_）

未完待續。。。

 

 

 

2. 生成a
需要mylib.dll和mylib.def
dlltool -U -D mylib.dll -d mylib.def -l libmylib.a （注意，這個-U絕對不能少）

這樣就會生成庫檔案libmylib.a檔案。

3. 通過a呼叫dll

在程式main.cpp中加入#include "mydll.h"
這樣就可以呼叫dll里的函式了

g++ main.cpp libmylib.a -o main.exe 編譯生成main.exe檔案。

注意，呼叫__stdcall的函式也必須宣告為__stdcall如下:

extern "C"
{
void __stdcall printhello(char *str);
}

在VC中則不需要修改代碼，cl編譯的時候使用/Gz即可。

 

 

寫到這里，基本上已經討論的差不多了。至于靜態庫.lib和.a之間的轉換。據說這是同一種型別的歸檔檔案，不同的只是歸檔里包含的內容。lib里包含的是.obj檔案，a里包含的是.o檔案。然而，這兩種檔案的格式據說也是相同的，然而我們發現lib和a無法通用！(請注意，這里的靜態庫lib不是呼叫dll時的那種靜態庫lib。那種lib只是起到索引和連接dll的功能，而這里所說的靜態庫是脫離dll作業的庫，函式程序都包含在庫里了)。以前我曾經寫過一篇文章，討論過cygwin上的庫和mingw通用的方法。其實作在我們可以更清晰的明白，他們之所以通用是因為兩者都是用gcc編譯的。同一種編譯器出來的結果當然可以兼容。那篇文章的價值在于。cygwin雖然工具包很多，但是要獨立運行還需要dll支持。而mingw則可以生成不依賴于dll獨立運行的程式。

那么lib和a不能通用的原因到底在哪里呢？起初覺得有可能在編譯器上。因為vc的編譯器cl和gcc的編譯器編譯出來的obj和o檔案雖然格式相同卻不能通用。實驗表明，拿o檔案給cl用，或拿obj給gcc用都通不過。然而，我對這點還不表示懷疑！因為我覺得最可能的原因并不在這里。行不通的原因很可能是兩個編譯器呼叫了不同的庫函式。cl呼叫了MSVC提供的庫函式，而gcc呼叫了他自己的庫函式。所以我們回發現，通用靜態庫失敗時顯示的都是庫函式沒定義之類的錯誤。其實是函式名的符號不能識別。如果知道所需的庫函式的具體檔案，并加入到專案的編譯中，相信很可能就會解決問題。不論如何，目前靜態庫的通用方法還有待進一步的探討。

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標籤：Windows SDK/API

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