MinGW 与 MSVC 生成 DLL 各种情况的折腾笔记

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写这篇博客，主要是刚折腾 MinGW，相关内容网上的资料不全，而且错误很多

其实之前我根本没把这个当回事，我就想 MinGW 跟 Linux 上的 GNU 编译器不会有差别，但是事实却不是这样。。。

提示：所有代码均使用 __stdcall

安装 MSVC 和 MinGW

MSVC：安装 Visual Studio，之后即可在开始菜单中找到“Visual Studio开发人员命令提示”，启动后会自动配制环境变量，不多说了（之前我写过提取 MSVC 编译器的博客）

MinGW：这真是一个悲伤的故事，官方的下载工具总是失败，看起来需要搭梯子，其实，有一种更简单的方法。。

去 http://www.mingw.org/wiki/InstallationHOWTOforMinGW 里面下载各个组件，然后自己解压到一起就行。注意上面的页面中有的组件的连接已经失效了（但放心并不多），所以只能在 MinGW 的 Sourceforge 上一点点找了。

MSYS 环境就不用了，这个下来不好用，版本很老，不知道官方为什么不更新，其实，只需要安装一个 msysgit，MSYS 环境就有了，版本也是最新的，不过 msysgit 在 AWS 上，还是需要搭梯子才能下载。

嘿嘿，写一个超简单的脚本

#!bash
export PATH="/c/Users/abc/Downloads/MinGW/MinGW/bin:$PATH"
bash

把 /c/Users/abc/Downloads/MinGW/MinGW/bin 换成你的 MinGW/bin 目录即可，双击打开一个可以用 MinGW GCC、G++ 的 Bash 终端。

MinGW 调用 MinGW 生成的 DLL

自家调用自家的，也会出现问题，别不信，比如这儿有 dll.cpp 和 dlluse.cpp

#include <Windows.h>

BOOL WINAPI DllMain(
    HINSTANCE hinstDLL,
    DWORD     fdwReason,
    LPVOID    lpvReserved
) {
    return TRUE;
}

extern "C" __declspec(dllexport) void WINAPI showMessage() {
    MessageBoxA(0, "I am showMessage", 0, 0);
}

extern "C" __declspec(dllexport) void WINAPI showMessage2() {
    MessageBoxA(0, "showMessage2", 0, 0);
}

#include <Windows.h>

extern "C" void WINAPI showMessage();
extern "C" void WINAPI showMessage2();

int main() {
    showMessage();
}

如果我们这样编译：

$ g++ -mwindows -static -shared -o 1.dll dll.cpp -Wl,--out-implib,lib1.a

$ g++ -mwindows -static dlluse.cpp -l1 -L.

$ ./a.exe

这样是没有问题的，但是，问题出现在了 –kill-at 选项上

我们先用微软的 dumpbin 工具来看一下导出表：

> dumpbin /exports 1.dll
Microsoft (R) COFF/PE Dumper Version 14.00.23918.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

Dump of file 1.dll

File Type: DLL

  Section contains the following exports for 1.dll

    //....

    ordinal hint RVA      name

          1    0 000012BB showMessage2@0
          2    1 0000128C showMessage@0

  Summary

    //....

每个函数后面都出现了一个“@n”，如果我们不希望 DLL 的导出函数中还要带着一个 “@n” 标记（就像Windows的DLL一样都是没有的），在 MSVC 中我们可以通过 DEF 导出，MInGW 则提供了 –kill-at 选项。

你可能会问为什么非的不要这个呢，如果带上这个参数占用的堆栈大小，那么如果我们想动态调用 DLL 中的函数，就得自己计算这个大小，这是不能忍受的，OK，我们使用 –kill-at 来编译试试：

$ g++ -mwindows -static -shared -o 1.dll dll.cpp -Wl,--kill-at,--out-implib,lib1.a

来看看是否生成了不带“@n”的导出函数

> dumpbin /exports 1.dll
Microsoft (R) COFF/PE Dumper Version 14.00.23918.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

//....

    ordinal hint RVA      name

          1    0 0000128C showMessage
          2    1 000012BB showMessage2

//....

果然如此，那么我们尝试编译 dlluse.cpp，但看见结果的那一刻，真是吓死宝宝了。

$ g++ -mwindows -static dlluse.cpp -l1 -L.
C:\Users\abc\AppData\Local\Temp\cc3M0ER9.o:dlluse.cpp:(.text+0xc): undefined reference to `showMessage@0‘
collect2.exe: error: ld returned 1 exit status

我明明有-l1 -L.，你告诉我“未定义的引用”（相当于MSVC的“无法解析的外部符号”），难不成是闹鬼了不成。。

于是吓得我赶紧 Google，但网上愣是没有一个人知道如何在 MinGW 中用导入库导入不带at的函数。

但是也有人（包括 MinGW 官方的手册）提供了一个方法，就是直接把 dll 输入进去：

$ g++ -mwindows -static dlluse.cpp 1.dll
Warning: resolving _showMessage@0 by linking to _showMessage
Use --enable-stdcall-fixup to disable these warnings
Use --disable-stdcall-fixup to disable these fixups

出现了一个警告，如果想屏蔽这个警告，按照提示添加“–enable-stdcall-fixup”参数即可：

$ g++ -mwindows -static dlluse.cpp 1.dll -Wl,--enable-stdcall-fixup

这样虽然能解决问题，但是总是觉得怪怪的，毕竟把一个 PE 文件当作目标文件或源文件输入进去总是觉得不好，Linux 上的 GNU 编译器绝对不能直接把 so 库传进去的，MinGW 你是要闹哪样？

我就是想用导入库来调用不带at的DLL函数，MinGW你做不到吗。。

在接下来的时候，我一直在考虑这个问题，最终茶饭不思（咳咳，扯远了），不过最终还是让我找到了方法

$ g++ -mwindows -static -shared -o 1.dll dll.cpp -Wl,--output-def,1.def

$ g++ -mwindows -static -shared -o 1.dll dll.cpp -Wl,--kill-at

$ dlltool --kill-at -d 1.def --dllname 1.dll -l lib1.a

$ g++ -mwindows -static dlluse.cpp -l1 -L.

$ ./a.exe

解释：第一次编译，是按照有 at 的编译，生成 1.dll 和一个模块定义文件 1.def，第二次再编译，按照没有at的生成，第三步，使用第一步生成的 def 文件生成导入库，一定要添加 –kill-at 选项。

生成的 1.def 内容如下

EXPORTS
    showMessage2@0 @1
    showMessage@0 @2

后面的序号部分不是必要的，要的就是“@n”

总之我之前是很怀疑这样究竟行不行的，但事实告诉我这样可以，用 dumpbin 查 exports 和 imports 都是没有at的！

虽然解决了，但是心里并不高兴，在 MinGW 中为了达到这个目的，需要编译（连接）两次同一个代码，让我这个强迫症浑身不舒服。

MSVC 调用 MinGW 生成的 DLL

先来说说带 at 的怎么处理

$ g++ -mwindows -static -shared -o 1.dll dll.cpp -Wl,--output-def,1.def

然后就是在 MSVC 中编译 dlluse 了

> lib /machine:i386 /def:1.def
Microsoft (R) Library Manager Version 14.00.23918.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

  正在创建库 1.lib 和对象 1.exp

> cl /MT /c dlluse.cpp
用于 x86 的 Microsoft (R) C/C++ 优化编译器 19.00.23918 版
版权所有(C) Microsoft Corporation。保留所有权利。

dlluse.cpp

> link dlluse.obj 1.lib
Microsoft (R) Incremental Linker Version 14.00.23918.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

> dlluse.exe

首先利用 MinGW 生成的 def 文件创建了导入库，然后编译 dlluse，连接，运行

这样是没有问题的。但是莫名其妙的问题在不带 at 的DLL中出现了：

$ g++ -mwindows -static -shared -o 1.dll dll.cpp -Wl,--output-def,1.def,--kill-at

$ cat 1.def
EXPORTS
    showMessage = showMessage@0 @1
    showMessage2 = showMessage2@0 @2

> lib /machine:i386 /def:1.def
Microsoft (R) Library Manager Version 14.00.23918.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

  正在创建库 1.lib 和对象 1.exp

#刚才已经cl编译过了，现在直接连接就行
> link dlluse.obj 1.lib
Microsoft (R) Incremental Linker Version 14.00.23918.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

dlluse.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 _showMessage@0，该符号在函数 _main 中被引用
dlluse.exe : fatal error LNK1120: 1 个无法解析的外部命令

这个问题又是闹得我茶饭不思啊（笑），这个问题真是麻烦，MSVC 的 link 是支持 def 文件中的“=”的，但 lib 不支持，于是我就想还是用带 at 的版本的 def，用不带 at 的DLL文件不就行了，就像上面编译两次的那个是一个道理

$ g++ -mwindows -static -shared -o 1.dll dll.cpp -Wl,--output-def,1.def

$ g++ -mwindows -static -shared -o 1.dll dll.cpp -Wl,--kill-at

#标准输出略
> lib /machine:i386 /def:1.def

> cl /MT /c dlluse.cpp

> link dlluse.obj 1.lib

> dlluse.exe

整个过程一气呵成，没有任何问题，正当我满心欢喜的查看成果的时候，惊呆了，弹出的是“showMessage2”而不是 “I am showMessage”。

这又是闹哪样啊，不过内心也在庆幸自己导出了两个函数，不然这个问题可能真发现不了。

不多说，dumpbin 走起

> dumpbin /exports 1.dll
Microsoft (R) COFF/PE Dumper Version 14.00.23918.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

Dump of file 1.dll

File Type: DLL

//....

    ordinal hint RVA      name

          1    0 0000128C showMessage
          2    1 000012BB showMessage2
//....

> dumpbin /exports 1.lib
Microsoft (R) COFF/PE Dumper Version 14.00.23918.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

Dump of file 1.lib

File Type: LIBRARY

     Exports

       ordinal    name

             1    _showMessage2@0
             2    _showMessage@0

//....

> dumpbin /imports dlluse.exe
Microsoft (R) COFF/PE Dumper Version 14.00.23918.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

Dump of file dlluse.exe

File Type: EXECUTABLE IMAGE

  Section contains the following imports:

    1.dll
                40D000 Import Address Table
                412264 Import Name Table
                     0 time date stamp
                     0 Index of first forwarder reference

                      Ordinal     2
//....

MSVC 按照序号导入，但是为神马 DLL 里的序号和导入库里的不一样啊，我下意识就感觉是 def 出问题了，用vim 1.def看看def文件有没有问题，果然如此：

EXPORTS
    showMessage2@0 @1
    showMessage@0 @2

看来是用 MinGW 编译两次产生的后遗症

于是我就想，既然这样我就把def中的序号都删除了吧

$ sed -i ‘s/ @.*//g‘ 1.def

$ cat 1.def
EXPORTS
    showMessage2@0
    showMessage@0

这下连接是没有问题了，正当我满心欢喜运行之时，又是一盆冷水下来，csrss告诉我：无法定位程序输入点 showMessage@0 于动态链接库 1.dll 上。

可恶，在导出函数不带 at 的情况下，如果 def 中不带 at，就会导致代码中生成的弱符号“showMessage@0”找不到对应的强符号，如果def中带 at，link是没有问题的，但是却只能在 PE 文件的导入表中使用“showMessage@0”而不能用“showMessage”

只能说微软的 lib.exe 功能太弱，生成的导入库很多功能比不上 link 生成DLL时生成的。

如果def中不带at，那么生成的导入库就不能与代码正常连接，如果带at，显然可以与代码连接，但却显然无法从DLL的不带at中找到相应的导出函数，归根到底，是 MSVC 的 lib.exe 不支持别名（即“=”后的内容被忽略），现在我们已经走入了死胡同。

但我突然灵光一闪（笑），刚刚的那个情况，不就说明了可以在 def 中使用带at的名字，而连接到正确的不带at的函数吗，那个不是通过别名来实现的（这一点和 MinGW 不同），而是靠的函数序号，之所以不行，是因为序号和DLL中导出的序号不一致而已

想明白了这一点，问题就简单了，我们可以这样：

$ pexports -h dlluse.cpp -o 1.dll > 1.def

$ cat 1.def
LIBRARY 1.dll
EXPORTS
showMessage@0                   @1
showMessage2@0                  @2

> lib /machine:i386 /def:1.def

> dumpbin /exports 1.lib
Microsoft (R) COFF/PE Dumper Version 14.00.23918.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

Dump of file 1.lib

File Type: LIBRARY

     Exports

       ordinal    name

             2    _showMessage2@0
             1    _showMessage@0

//....

其中的-h dlluse.cpp不能少，我们需要有一个包含函数声明的头文件，这样 pexports 才能正确计算at后面的堆栈字节数。

这样序号就对了，之后在 link 就行了！

MinGW 调用 MSVC 生成的 DLL

这个就非常简单了，我们先用 MSVC 编译这个 DLL（用 MSVC 编译器的估计大家都用 DEF 导出，也就是不带 at 的）：

> cl /MT /c dll.cpp
用于 x86 的 Microsoft (R) C/C++ 优化编译器 19.00.23918 版
版权所有(C) Microsoft Corporation。保留所有权利。

dll.cpp

> link /dll dll.obj user32.lib /def:dll.def
Microsoft (R) Incremental Linker Version 14.00.23918.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

  正在创建库 dll.lib 和对象 dll.exp

最简单的办法就是上面说的 MinGW 的“个性”：

$ g++ -mwindows -static dlluse.cpp dll.dll -Wl,--enable-stdcall-fixup

如果不想这样，可以这样：

$ pexports -h dlluse.cpp dll.dll > dll.def

$ dlltool --kill-at -d dll.def --dllname dll.dll -l libdll.a

$ g++ -mwindows -static dlluse.cpp -ldll -L.

直接用原来的def生成导入库再使用会出现连接错误的，原因就不说了，因为道理和上面的情况是一个道理。

总算写完了，现在思路清晰多了（笑）