摘 要:
本文介紹了DLL技術在Windows編程中的基本運用方法及應用，給出了直接內存訪問及端口I/O的兩個實用DLL的全部源代碼。
關鍵詞: DLL Windows編程 內存訪問 I/O
一 、引 言
由於Windows爲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，絕大多數程序編制人員都已轉向或正在轉向Windows編程。在許多用戶設計的實際應用系統的編程任務中，常常要實現軟件對硬件資源和內存資源的訪問，例如端口I/O、DMA、中斷、直接內存訪問等等。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環境下的程序，就會顯得較困難。
因爲Windows具有"與設備無關"的特性，不提倡與機器底層的東西打交道，如果直接用Windows的API函數或I/O讀寫指令進行訪問和操作，程序運行時往往就會產生保護模式錯誤甚至死機，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、新特性都是通過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塊Kernel、GDI和User都是DLL，它所有的庫模塊也都設計成DLL。凡是以.DLL、.DRV、.FON、.SYS和許多以.EXE爲擴展名的系統文件都是DLL，要是打開Windows/System目錄，就可以看到許多的DLL模塊。儘管DLL在Ring3優先級下運行，仍是實現硬件接口的簡便途徑。DLL可以有自己的數據段，但沒有自己的堆棧，使用與調用它的應用程序相同的堆棧模式，減少了編程設計上的不便；同時，一個DLL在內存中只有一個實例，使之能高效經濟地使用內存；DLL實現的代碼封裝性，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，只要遵守DLL的開發規範和編程策略，並安排正確的調用接口，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，可用於BC、VC、VB、Delphi等多種語言環境中。筆者在BC31環境下編譯了Windows下直接內存訪問和端口I/O兩個DLL，用在多個自制系統的應用軟件中，運行良好。
二、DLL的建立和調用
DLL的建立及調用方法在許多資料上有詳細的介紹，爲了節省篇幅，在這裏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：
入口函數LibMain( )
就象C程序中的WinMain( )一樣，Windows每次加載DLL時都要執行LibMain( )函數，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、數據段可移動
UnlockData(0);
//解鎖數據段
/*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WEP( )
Windows從內存中卸載DLL時，調用相應的出口函數WEP( )，主要做一些清理工作，如釋放佔用的內存資源；丟棄某些字串、位圖等資源；關閉打開的文件等等。
自定義的輸出函數
爲了讓位於不同內存段的應用程序進行遠程調用，自定義的輸出函數必須定義爲遠程函數(使用FAR關鍵字)，以防使用近程指針而得到意外的結果；同時，加上PASCAL關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附加系列號
在每個輸出函數定義的說明中使用_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( )函數可提供該目錄的路徑名。
Windows系統目錄，即System子目錄；調用GetSystemDiretory( )函數可獲得這個目錄的路徑名。
DOS的PATH命令中羅列的所有目錄。
網絡中映象的目錄列表中的全部目錄。
DLL模塊中輸出函數的調用方法：
不論使用何種語言對編譯好的DLL進行調用時，基本上都有兩種調用方式，即靜態調用方式和動態調用方式。靜態調用方式由編譯系統完成對DLL的加載和應用程序結束時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，直到所有相關程序都結束對該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。動態調用方式是由編程者用API函數加載和卸載DLL來達到調用DLL的目的，使用上較複雜，但能更加有效地使用內存，是編制大型應用程序時的重要方式。具體來說，可用如下的方法調用.在應用程序模塊定義文件中，用IMPORTS語句列出所要調用DLL的函數名。如：
IMPORTS
MEMORYDLL.MemoryRead
MEMORYDLL.MemoryWrite
讓應用程序運行時與DLL模塊動態鏈接
先用LoadLibrary加載DLL，再用GetProcAddress函數檢取其輸出函數的地址，獲得其指針來調用。如：
HANDLE hLibrary;
FARPROC lpFunc;
int PortValue;
hLibrary=LoadLibrary("PORTDLL.DLL");
//加載DLL
if(hLibrary>31) //加載成功
{
lpFunc=GetProcAddress(hLibrary,"PortIn");
//檢取PortIn函數地址
if(lpFunc!=(FARPROC)NULL)
//檢取成功則調用
PortValue=(*lpFunc)(port); //讀port端口的值
FreeLibrary(hLibrary);
//釋放佔用的內存
}
三、DLL應用實例源程序
1.直接內存訪問的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,並進行編譯鏈接成.EXE或.DLL文件就可以在應用程序中對其進行調用。
四、結束語
在上面，我們利用DLL技術方便地實現了Windows環境下對內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所需的DLL，如用於數據採集卡的端口操作及擴展內存區訪問、視頻區緩衝區及BIOS數據區操作等許多實際應用的編程任務中。必要時只需直接更新DLL，而用不着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，實現版本升級。因此，掌握好DLL技術對Windows程序開發者很有裨益。
本文介紹了DLL技術在Windows編程中的基本運用方法及應用，給出了直接內存訪問及端口I/O的兩個實用DLL的全部源代碼。
關鍵詞: DLL Windows編程 內存訪問 I/O
一 、引 言
由於Windows爲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，絕大多數程序編制人員都已轉向或正在轉向Windows編程。在許多用戶設計的實際應用系統的編程任務中，常常要實現軟件對硬件資源和內存資源的訪問，例如端口I/O、DMA、中斷、直接內存訪問等等。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環境下的程序，就會顯得較困難。
因爲Windows具有"與設備無關"的特性，不提倡與機器底層的東西打交道，如果直接用Windows的API函數或I/O讀寫指令進行訪問和操作，程序運行時往往就會產生保護模式錯誤甚至死機，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、新特性都是通過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塊Kernel、GDI和User都是DLL，它所有的庫模塊也都設計成DLL。凡是以.DLL、.DRV、.FON、.SYS和許多以.EXE爲擴展名的系統文件都是DLL，要是打開Windows/System目錄，就可以看到許多的DLL模塊。儘管DLL在Ring3優先級下運行，仍是實現硬件接口的簡便途徑。DLL可以有自己的數據段，但沒有自己的堆棧，使用與調用它的應用程序相同的堆棧模式，減少了編程設計上的不便；同時，一個DLL在內存中只有一個實例，使之能高效經濟地使用內存；DLL實現的代碼封裝性，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，只要遵守DLL的開發規範和編程策略，並安排正確的調用接口，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，可用於BC、VC、VB、Delphi等多種語言環境中。筆者在BC31環境下編譯了Windows下直接內存訪問和端口I/O兩個DLL，用在多個自制系統的應用軟件中，運行良好。
二、DLL的建立和調用
DLL的建立及調用方法在許多資料上有詳細的介紹，爲了節省篇幅，在這裏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：
入口函數LibMain( )
就象C程序中的WinMain( )一樣，Windows每次加載DLL時都要執行LibMain( )函數，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、數據段可移動
UnlockData(0);
//解鎖數據段
/*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WEP( )
Windows從內存中卸載DLL時，調用相應的出口函數WEP( )，主要做一些清理工作，如釋放佔用的內存資源；丟棄某些字串、位圖等資源；關閉打開的文件等等。
自定義的輸出函數
爲了讓位於不同內存段的應用程序進行遠程調用，自定義的輸出函數必須定義爲遠程函數(使用FAR關鍵字)，以防使用近程指針而得到意外的結果；同時，加上PASCAL關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附加系列號
在每個輸出函數定義的說明中使用_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( )函數可提供該目錄的路徑名。
Windows系統目錄，即System子目錄；調用GetSystemDiretory( )函數可獲得這個目錄的路徑名。
DOS的PATH命令中羅列的所有目錄。
網絡中映象的目錄列表中的全部目錄。
DLL模塊中輸出函數的調用方法：
不論使用何種語言對編譯好的DLL進行調用時，基本上都有兩種調用方式，即靜態調用方式和動態調用方式。靜態調用方式由編譯系統完成對DLL的加載和應用程序結束時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，直到所有相關程序都結束對該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。動態調用方式是由編程者用API函數加載和卸載DLL來達到調用DLL的目的，使用上較複雜，但能更加有效地使用內存，是編制大型應用程序時的重要方式。具體來說，可用如下的方法調用.在應用程序模塊定義文件中，用IMPORTS語句列出所要調用DLL的函數名。如：
IMPORTS
MEMORYDLL.MemoryRead
MEMORYDLL.MemoryWrite
讓應用程序運行時與DLL模塊動態鏈接
先用LoadLibrary加載DLL，再用GetProcAddress函數檢取其輸出函數的地址，獲得其指針來調用。如：
HANDLE hLibrary;
FARPROC lpFunc;
int PortValue;
hLibrary=LoadLibrary("PORTDLL.DLL");
//加載DLL
if(hLibrary>31) //加載成功
{
lpFunc=GetProcAddress(hLibrary,"PortIn");
//檢取PortIn函數地址
if(lpFunc!=(FARPROC)NULL)
//檢取成功則調用
PortValue=(*lpFunc)(port); //讀port端口的值
FreeLibrary(hLibrary);
//釋放佔用的內存
}
三、DLL應用實例源程序
1.直接內存訪問的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,並進行編譯鏈接成.EXE或.DLL文件就可以在應用程序中對其進行調用。
四、結束語
在上面，我們利用DLL技術方便地實現了Windows環境下對內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所需的DLL，如用於數據採集卡的端口操作及擴展內存區訪問、視頻區緩衝區及BIOS數據區操作等許多實際應用的編程任務中。必要時只需直接更新DLL，而用不着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，實現版本升級。因此，掌握好DLL技術對Windows程序開發者很有裨益。