ライブラリの基礎 - DLLの作成(C/C++/MFC)

概要

MFC DLLには、以下の2つの種類がある。

• 拡張DLL

  DLLを使用するEXEやDLLもMFCで作成する時にのみ使用する。

• MFCの共有DLL(Regular DLL)

  内部的にMFCそのものを持っているため、DLLを使用するEXEやDLLをMFCで作成しない時でも使用できる。

DLLの作成方法

defファイルを使用する

defファイルを作成する方法を記載する。

defファイルとは、DLLがエクスポートする関数を記述したファイルのことである。
[ソリューションエクスプローラ]を右クリック - [追加] - [新しい項目]を選択して、[新しい項目の追加]ダイアログにて"<ファイル名>.def"を追加すると、defファイルが作成される。

※ C++でDLLを作成する場合は、defファイルを作成する方法を強く推奨する。

[プロジェクト]メニューバー - [プロパティ]を選択して、[プロパティ]ダイアログを表示する。
[プロパティ]ダイアログの[リンカー] - [入力] - [モジュール定義ファイル]項目に使用するdefファイル名を記述する。

※注意
C#にて作成したモジュール(EXEまたはDLL)からC++ DLLを呼び出す場合、C++ DLLではdefファイルを使用すること。

defファイルを作成して、以下のようにエクスポートする関数を記載する。
※但し、"@1"等の序数値は記載しなくてもよい。

 MainDLL.def
 LIBRARY MainDLL
 
 EXPORTS
         SampleFunc   @1
         TestFunc     @2

次に、"MainDLL.h"ファイルは以下のように記載する。
defファイルによるエクスポートを採用した場合、 エクスポート関数名にキーワードを付ける必要は無い。

 MainDLL.h
 
 #pragma once
 
 #ifndef   _USRDLL
 #define   DLL_EXPORT   extern "C" __declspec(dllimport)
 #else
 #define   DLL_EXPORT
 #endif
 
 DLL_EXPORT int	     __stdcall SampleFunc(int *lp1, int *lp2);
 DLL_EXPORT double   __stdcall TestFunc(double *lp1, double *lp2);

最後に、"MainDLL.cpp"ファイルには以下のように記載する。

 MainDLL.cpp
 
 #include "Stdafx.h"
 #include "MainDLL.h"
 
 int __stdcall SampleFunc(int *lp1, int *lp2)
 {
    // 以下略
 }
 
 int __stdcall TestFunc(double *lp1, double *lp2)
 {
    // 以下略
 }

defファイルを使用しない

defファイルを作成しない方法を記載する。

Visual Studioの[プロジェクト]→[プロパティ]を選択する。
[C++]→[プリプロセッサの定義]に"DLL"プリプロセッサを追加する。(“Stdafx.h”ファイルに”DLL”プリプロセッサを記載してもよい)

まず、"MainDLL.h"ファイルの先頭に以下のソースコードを追加する。

 MainDLL.h // ファイルの先頭に以下を追加する。
 
 #ifndef __MAINDLL_H__
 #define __MAINDLL_H__
 
 #ifdef DLL
    #define DLL_EXPORT	__declspec(dllexport)
 #else
    #define DLL_EXPORT	__declspec(dllimport)
 #endif
 
 // 以下略
 
 #endif	//__MAINDLL_H__

次に、上記の"MainDLL.h"ファイルにエクスポートしたい関数を以下のように記載する。

 MainDLL.h
 
 #ifdef __cplusplus
    extern "C"
    {
 #endif
 
 DLL_EXPORT int WINAPI SampleFunc(CString &p_rcStr, CWnd *p_pcWnd);
 
 #ifdef __cplusplus
    }
 #endif

"MainDLL.cpp"ファイルの先頭に以下を記載する。

 MainDLL.cpp
 
 #include "StdAfx.h"
 #include "MainDLL.h"

"MainDLL.cpp"ファイルにて関数を作成する時は、以下のように記載する。

 MainDLL.cpp
 
 extern "C" int WINAPI SampleFunc(CString &p_rcStr, CWnd *p_pcWnd)
 {
    //　以下略
 }

DLLの使用

Visual StudioでDLLを作成している場合、プロジェクトから参照に追加することで使用できる。
他のIDE等でDLLを作成している場合、共有ライブラリとして使用するには、コンパイル時に以下の3つが必要となる。

• ヘッダーファイル (.h)
• インポートライブラリ (.lib)
• DLL

また、外部から呼び出せる関数が存在しない場合、インポートライブラリ(.lib)は作成されない。

インポートライブラリの作成

インポートライブラリ(.lib)が提供されていない場合、DLLファイルから作成できる。

まず、dumpbinを実行して、エクスポートされた全ての定義をファイルに出力する。

dumpbin /exports target.dll > exports.txt

1行目にLIBRARY DLL名、2行目にEXPORTSを記述をしたDEFファイルを作成する。

echo LIBRARY <Dllファイル名> > target.def
echo EXPORTS >> target.def

DEFファイルに、最初に出力したファイルから関数の定義部分だけを追記する。

for /f "skip=19 tokens=4" %A in (exports.txt) do echo %A >> target.def

libコマンドを実行して、DEFファイルからインポートライブラリを作成する。

# 32bitを対象とする場合
lib /def:target.def /out:target.lib /machine:x86

# 64bitを対象とする場合
lib /def:target.def /out:target.lib /machine:x64

インポートライブラリを参照するには、リンカーのオプションにて、[追加の依存ファイル]で指定する。
これは、/DYNAMICBASEオプションを指定することと同じことである。
または、ソースコード内において、#pragmaディレクティブで指定する。

DLLの暗黙的リンク

EXEファイルのプロジェクトに、DLLファイルを暗黙的リンクする方法を記載する。
例として、CppEXE.exeとCppDLL.dllが存在するものとして設定している。

1. まず、CppEXE.exeのプロジェクトを起動する。
2. [プロジェクト]メニュー - [CppEXEのプロパティ] - [構成プロパティ] - [C/C++] - [全般] - [追加のインクルードディレクトリ]項目に、
   CppDLL.dllのヘッダファイル(CppDLL.h)が存在するディレクトリを追加する。
3. 次に、[構成プロパティ] - [リンカー] - [全般] - [追加のライブラリディレクトリ]項目に、
   DLLのライブラリファイル(CppDLL.lib)が存在するディレクトリを追加する。
4. 最後に、[構成プロパティ] - [リンカー] - [入力] - [追加の依存ファイル]項目に、CppDLL.libと記述する。

DLLの暗黙的リンクと明示的リンクの違い

	暗黙的(静的)リンク	明示的(動的)リンク
関数の宣言	DLLの関数に__declspecl(dllimport)を付けて宣言する。	DLLの関数を宣言せず、typedefする。
リンカー	リンカーでライブラリファイルをリンクする必要がある。	リンカーでのリンクは不要である。
DLLの読み込み	EXEの実行の準備段階でDLLを読み込む。 DLLが見つからない場合、EXEは実行されない。	LoadLibrary()関数でDLLを読み込む。 DLLが見つからない場合、NULLが返る。 DLL内の関数を実行するには、GetProcAddress()関数で関数アドレスを取得する必要がある。
関数との紐付け	ライブラリファイルで、DLL内の関数名(序数も含む)が保持されている。 この関数名(あるいは序数)が一致しないとNULLが返る。	GetProcAddress()関数で、DLL内の関数名(あるいは序数)を指定する。 この関数名(または序数)が一致しないとNULLが返る。
暗黙的 / 明示的とは	EXEの実行準備段階でDLLを自動で読み込むので、暗黙的という。	設計者がLoadLibrary()関数を使用してDLLを呼び出すので、明示的という。
静的 / 動的とは	リンカーでリンクした時点で使用するDLLの種類や関数が決まるので、静的という。	LoadLibrary()関数とGetProcAddress()関数を使用してDLL内の関数を自由に使用できるので、動的という。

dumpbin

DLLファイルのエクスポートされた関数名は、dumpbinで確認することができる。

PowerShellまたはコマンドプロンプトを起動して、以下のコマンドを実行する。
この時、name項目に関数名が表示される。

dumpbin.exe /EXPORTS <DLLファイル名>

# 出力
Microsoft (R) COFF/PE Dumper Version 9.00.30729.01
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

Dump of file <DLLファイル名>

File Type: DLL

Section contains the following exports for sample.dll

   00000000 characteristics
   49A74D91 time date stamp Fri Feb 27 01:18:57 2009
       0.00 version
          1 ordinal base
          1 number of functions
          1 number of names

   ordinal hint RVA      name

         1    0 00001034 FunctionName

 Summary

       1000 .data
       1000 .pdata
       1000 .rdata
       1000 .reloc
       1000 .text