如何在Windows Mobile下使用Native C++動態載入DLL

背景

Windows Mobile Sensors API庫的一個重要的功能是自動探索(detect)和判斷(determine)裝置類型，調用相應裝置（HTC或者Samsung）上的Sensor API，並返回統一的結果。因此該庫不能依賴於任何裝置的上的Sensor庫。因此產生了動態載入各自裝置上Sensor庫的需求。關於Windows Mobile Sensors API庫的開發可以參考下面的文章：

Mobile Sensors API - Native unified APIs for Windows Mobile Sensors

Windows Mobile下的重力感應器(Gravitational Sensor)開發

Windows Mobile下使用CppUnitLite輸出測試結果

Windows Mobile Sensors API庫的設計

 

簡介

本文以Windows Mobile Sensors API庫為例子講述在Windows Mobile下使用Native C++動態載入DLL的方法。

 

靜態載入DLL的方法

使用Native C++的開發，一般使用靜態載入的方法載入DLL，所謂靜態載入就是在程式編譯時間(Compile Time)直接調用DLL的標頭檔定義的函數，連結時(Link Time)連結*.lib檔案指向DLL的介面，在程式開始運行時(Run Time Start up)載入DLL。

下面講述使用靜態載入DLL的方法，在程式中需要指定載入的*.lib檔案，用於連結(Link)。

#pragma comment(lib, "SamsungMobileSDK_1.lib")

 

使用靜態載入的DLL可以直接調用標頭檔定義的函數，例如：

SmiAccelerometerCapabilities cap;
if( SmiAccelerometerGetCapabilities(&cap) != SMI_SUCCESS)
{
throw;
}
SmiAccelerometerHandler h = &GetVectorHandler;

if(SmiAccelerometerRegisterHandler(1000, h) != SMI_SUCCESS)
{
throw;
}

SmiAccelerometerGetCapabilities()和SmiAccelerometerRegisterHandler()是定義在標頭檔smiAccelerometer.h中的，可以直接調用，定義如下：

/**
 *  Start receiving accelerometer data periodically.
 *
 *  The period interval must be a multiple of the callbackPeriod specified
 *  in SmiAccelerometerCapabilities. If it is less than the callbackPeriod, it will be
 *  set to the callbackPeriod. If it is not a multiple of the callbackPeriod, it will be
 *  truncated to fit the value. ( (period / callbackPeriod) * callbackPeriod )
 *  
 *  Only one handler per process is allowed. Successive calls per process will replace the previous handler
 *  function and period.
 *
 *  @param    period    [in]    callback interval.   
 *  @param    handler   [in]    callback function for every period interval.  
 *
 *  @return                     
 *                              SMI_SUCCESS on success
 *  \n                          SMI_ERROR_INVALID_PARAMETER if the handler input parameter is NULL
 *  \n                          SMI_ERROR_DEVICE_NOT_FOUND if the device is not present or supported
 *  \n                          SMI_ERROR_CANNOT_ACTIVATE_SERVER if the sensor server cannot be started
 */
SMI_API SMI_RESULT SmiAccelerometerRegisterHandler(UINT period, SmiAccelerometerHandler handler);

使用靜態載入的方法使用方面還是很方便的，可是在動態載入的時候就不能直接調用標頭檔的函數了，增加了複雜度，下面會講到。

 

動態載入DLL的方法

靜態載入DLL是比較簡單的開發方法，可是有個缺點是程式開始啟動並執行時候就需要載入DLL，如果該DLL不存在，程式就不能啟動了。由於Windows Mobile Sensors API庫需要自適應具體的裝置，也就是說Windows Mobile Sensors API庫不能依賴於具體裝置的Sensor庫，所以不能使用靜態載入的方法來引用DLL。下面講述動態載入DLL的方法。

定義指向函數的指標

動態載入DLL，需要根據標頭檔來定義指向函數的指標，如下：

typedef UINT (WINAPI * PFN_SmiAccelerometerGetVector)(SmiAccelerometerVector*);
typedef UINT (WINAPI * PFN_SmiAccelerometerGetCapabilities)(SmiAccelerometerCapabilities*);
typedef UINT (WINAPI * PFN_SmiAccelerometerRegisterHandler)(UINT, SmiAccelerometerHandler);
typedef UINT (WINAPI * PFN_SmiAccelerometerUnregisterHandler)();

PFN_SmiAccelerometerGetVector pfnSmiAccelerometerGetVector;
PFN_SmiAccelerometerGetCapabilities pfnSmiAccelerometerGetCapabilities;
PFN_SmiAccelerometerRegisterHandler pfnSmiAccelerometerRegisterHandler;
PFN_SmiAccelerometerUnregisterHandler pfnSmiAccelerometerUnregisterHandler;

這些指向函數的指標可以對應下面的在smiAccelerometer.h標頭檔的函數進行定義：

SMI_API SMI_RESULT SmiAccelerometerGetVector(SmiAccelerometerVector *accel);

SMI_API SMI_RESULT SmiAccelerometerGetCapabilities(SmiAccelerometerCapabilities *capabilities);

SMI_API SMI_RESULT SmiAccelerometerRegisterHandler(UINT period, SmiAccelerometerHandler handler);

SMI_API SMI_RESULT SmiAccelerometerUnregisterHandler();

定義是一一對應的。參數入口和傳回值都必須完全一致。

初始化指向函數的指標

初始化指向函數的指標的過程也就是動態載入DLL的過程，代碼如下：

#define SAMSUNG_SENSOR_DLL      L"SamsungMobilesdk_1.dll"

HMODULE hSensorLib = LoadLibrary (SAMSUNG_SENSOR_DLL);
if (NULL == hSensorLib)
{
    printf("Unable to load Samsung Sensor DLL\n");
throw std::runtime_error("Unable to load Samsung Sensor DLL");
}

pfnSmiAccelerometerGetVector = (PFN_SmiAccelerometerGetVector)
    GetProcAddress(hSensorLib, L"SmiAccelerometerGetVector");
pfnSmiAccelerometerGetCapabilities = (PFN_SmiAccelerometerGetCapabilities)
    GetProcAddress(hSensorLib, L"SmiAccelerometerGetCapabilities");
pfnSmiAccelerometerRegisterHandler = (PFN_SmiAccelerometerRegisterHandler)
    GetProcAddress(hSensorLib, L"SmiAccelerometerRegisterHandler");
pfnSmiAccelerometerUnregisterHandler = (PFN_SmiAccelerometerUnregisterHandler)
    GetProcAddress(hSensorLib, L"SmiAccelerometerUnregisterHandler");

if (NULL == pfnSmiAccelerometerGetVector)
{
    printf("Unable to find entry point of SmiAccelerometerGetVector\n");
throw std::runtime_error("Unable to find entry point of SmiAccelerometerGetVector");
}
if (NULL == pfnSmiAccelerometerGetCapabilities)
{
    printf("Unable to find entry point of SmiAccelerometerGetCapabilities\n");
throw std::runtime_error("Unable to find entry point of SmiAccelerometerGetCapabilities");
}
if (NULL == pfnSmiAccelerometerRegisterHandler)
{
    printf("Unable to find entry point of SmiAccelerometerRegisterHandler\n");
throw std::runtime_error("Unable to find entry point of SmiAccelerometerRegisterHandler");
}
if (NULL == pfnSmiAccelerometerUnregisterHandler)
{
    printf("Unable to find entry point of SmiAccelerometerUnregisterHandler\n");
throw std::runtime_error("Unable to find entry point of SmiAccelerometerUnregisterHandler");
}

LoadLibrary()函數動態載入DLL，GetProcAddress()根據函數的名字 載入函數的入口地址 到指向函數的指標。有點繞口，sorry。如果地址不為空白，那麼可以根據這個地址調用相應的函數。

調用函數

調用函數的方法和靜態載入DLL的方法一樣，但是不是直接調用函數的名字，而是使用指向函數的指標來調用，下面的例子可以和靜態載入DLL函數調用的例子對比來看。

SmiAccelerometerCapabilities cap; 
if( pfnSmiAccelerometerGetCapabilities(&cap) != SMI_SUCCESS) 
{
throw;
}
SmiAccelerometerHandler h = &GetVectorHandler;

if(pfnSmiAccelerometerRegisterHandler(1000, h) != SMI_SUCCESS)
{
throw;
}

動態載入DLL的方法就完成了。

.NET的世界

下面這段表述不對，請看下面的回複。.NET使用DllImport屬性進行P/Invoke不應該叫做動態載入，因為不能卸載，應該叫做按需載入，就是在call這個函數的時候才載入，而不是在程式啟動的時候載入。按需載入和靜態載入的區別是載入的時間不一樣。
{

在.NET裡面P/Invoke一個DLL裡面的函數全部都是動態載入（這是錯的，謝謝Wuya指出，這裡應該叫做按需載入，動態載入的方法可以見Wuya到回複）的，使用DllImport屬性來定義。如果SmiAccelerometerUnregisterHandler()函數使用在.NET下會定義如下：

[DllImport("SamsungMobileSDK_1.dll", CharSet = CharSet.Auto, SetLastError = true)]
private static extern uint SmiAccelerometerUnregisterHandler();

使用.NET比使用Native C++動態載入相對簡單。

}

關於Mobile Sensors API項目

這個項目還是在起步階段，當前實現了samsung的重力感應器，我把項目host到 Mobile Sensors API - Native unified APIs for Windows Mobile Sensors 了，我會持續改進，把各種sensors的實現到這個項目中。

原始碼：http://mobilesensor.codeplex.com/SourceControl/ListDownloadableCommits.aspx

環境：VS2008 + WM 6 professional SDK + Samsung Windows Mobile SDK