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C에서 간단한 dll을 만들어 C++에서 사용하기


 C에서는 MVC++의 C++와 달리 "#pragma" 매크로를 지원하지 않는다. 하지만, C에서는 전통적으로 다른 파일에서 사용할 수 있도록 하는 "extern"을 키워드가 있다.


 다음은 MSDN의 간단한 예시를 조금 수정했다. 


내보내기 예시)

 MSDN의 예제의 경우 __declspec( dllexport )로 작성된 부분이 __declspec( dllimport )로 작성이 되어 있는데, MSDN측 오타로 생각된다.

// MyCFuncs.h
#ifdef __cplusplus
extern "C" {  // only need to export C interface if
                  // used by C++ source code
#endif

__declspec( dllexport ) void Hello(void);

#ifdef __cplusplus
}
#endif


// MyCFuncs.c
#include "MyCFuncs.h"
#include <stdio.h>

void Hello(void)
{
    puts("Hello world");
}


dll 들여오기(Import) 공통 작업

 C++의 dll 파일을 링크하는 것과 비슷한 준비 작업이 필요하다. 실행 프로그램의 프로젝트를 생성한다. 여기서는 "Windows 데스크탑"의 빈프로젝트로 생성한다.

해당 프로젝트 폴더로 내보내는 예시에서 만든 lib파일과 헤더파일을 복사한다.

"솔루션 탐색기"에서 "헤더 파일"항목에 마우스 우클릭을 한뒤 "추가 -> 기존항목"에서 복사한 헤더파일을 추가한다.



들여오기 예시1)

 "솔루션 탐색기"에서 해당 프로젝트 명을 우클릭하여 "프로젝트 속성" 창을 연다.

프로젝트 속성의 "링크 -> 일반"의 "추가 라이브러리 디렉터리" 항목에 lib 파일이 있는 폴더 경로를 추가 입력해준다.

프로젝트 속성의 "링크 -> 입력"의 "추가 종속성"항목에 lib파일 이름과 확장자 명을 추가 입력을 한다.

아래의 소스코드를 작성한다.

// MyCFuncsRef.cpp
#include "MyCFuncs.h"

int main(const int & argc, const char * argv[])
{
    Hello();
    return 0;
}


컴파일 후 프로그램을 실행할때에는 실행하는 폴더안에 해당 dll 파일이 반드시 있어야한다.



들여오기 예시2)

아래와 같이 매크로 "#pragma comment(lib, " ./MyCfuncs.lib")를 선언부 입력을 해준다.


// MyCFuncsRef.cpp
#pragma comment(lib, "./MyCFuncs.lib")

#include "MyCFuncs.h"

int main(const int & argc, const char * argv[])
{
    Hello();
    return 0;
}


컴파일 후 실행파일이 있는 폴더 안에 해당 dll 파일이 있어야 정상적으로 실행된다.



정리

 C의 경우 클래스와 같은 자료형을 지원하지 않기 때문에 단지 헤더파일 부분만 주의 깊게 작성하면 된다. 다만, C++에서는 해당 헤더파일이 C++에서 사용된다는 것을 알리기 위하여 매크로 변수 __cplusplus를 이용 하여 extern "c" { 항목을 활성 혹은 비활성 한다는 점을 기억하자.


 dll참조 함수의 성능을 높이기 위해 포인터로 함수 주소를 가져와서 호출하는 방법도 있는데, 이부분은 추가로 더 조사를 해봐야 될것 같다.



참고자료

MSDN C 함수를 ~ 내보내기




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C++에서 간단한 dll를 만들어 C++에서 사용하기

 MS사에서 제공하는 MVC++ 컴파일러는 모던 C 표준 지원을 제대로 하지 않는다. 이러한 이유 때문인지 프로그래밍 입문 과목중에 C/C++이라는 과목이 존재하는 듯 하다.


 MVC++에서는 함수를 다른 프로그램에 사용할 수 있도록 내보내거나 들여오는 매크로를 지원한다. MSDN에서는 간단한 예시를 제공한다.


내보내기 예시)

우선 MathFuncsDll 이름의 프로젝트를 생성한다. 생성할때 dll프로젝트로 생성해야 하는데, VS 2017부터는 기존 마법사로 생설할 경우 "Visual C++" 하위의 "Windows 데스크톱" 항목의 Windows 데스크톱 마법사에서 생성하면된다. 마법사가 귀찮다면, DLL로 생성하면 된다. 

// MathFuncsDll.h

#ifdef MATHFUNCSDLL_EXPORTS
#define MATHFUNCSDLL_API __declspec(dllexport)
#else
#define MATHFUNCSDLL_API __declspec(dllimport)
#endif

namespace MathFuncs
{
    // This class is exported from the MathFuncsDll.dll
    class MyMathFuncs
    {
    public:
        // Return a + b
        static MATHFUNCSDLL_API double Add(double a, double b);

        // Return a - b
        static MATHFUNCSDLL_API double Subtract(double a, double b);

        // Return a * b
        static MATHFUNCSDLL_API double Multiply(double a, double b);

        // Return a / b
        // Throws const std::invalid-argument & if b is 0
        static MATHFUNCSDLL_API double Divide(double a, double b);
    };
}


위의 매크로 함수를 정의 하는데, dll프로젝트일 경우 컴파일러의 전처리 옵션에 [대문자 프로젝트 명] + "_EXPORTS"(여기서는 "MATHFUNCSDLL_EXPORTS")의 형태의 매크로가 자동으로 추가 되어 있다. 이러한 특징을 이용해서 헤더 파일에 DLL 프로젝트의 경우 내보내는 매크로 함수"__declspec(dllexport)"가 되고 그외 프로젝트에서는 가져오는 매크로 함수 "__declspec(dllimport)"로 치환이 된다.

 이렇게 만들어진 헤더 파일은 나중에 참조하는 실행 프로그램에서도 include 해야 한다.


// MathFuncsDll.cpp

#include <iostream>
#include "mathfuncsdll.h"

using namespace std;

namespace MathFuncs
{
    double MyMathFuncs::Add(double a, double b)
    { return a + b; }

    double MyMathFuncs::Subtract(double a, double b) 
    { return a - b; }

    double MyMathFuncs::Multiply(double a, double b)
    { return a * b; }

    double MyMathFuncs::Divide(double a, double b)
    {
        if(b == 0)
        {
            throw invallid_argument("b cannot be zero");
        }
        return a / b;
    }
}

 cpp 파일까지 작성하였다면 빌드를 하면 된다. 이때 "win32"로 했는지 "x64"으로 했는지 구분하는 것이 좋다. 에러가 없다면, 가능하면 Release로 빌드하여 최적화를 하자.



들여오기 사용 예시1)

 실행하는 프로젝트의 경우 선행 작업이 조금 필요하다. 우선 새로운 프로젝트를 만들자 이름은 대략 "MyExceRefDll"로 빈프로젝트로 만들어도 무난하다. 앞의 프로젝트에서 빌드한 파일중에 .lib와 dll 파일이 생성된 것을 알 수 있다. 빌드와 링크과정에는 헤더파일과 lib 파일이 필요하다. 헤더파일은 솔루션 탐색기에 추가를 시켜야 한다. "솔루션 탐색기 -> 헤더파일 -> 우클릭 -> 추가 -> 기존항목 -> 헤더파일"


// MyExecRefsDll.cpp

#include <iostream>
#include "MathFuncsDll.h"

using namespace std;

int main(void)
{
    double a = 7.4;
    int b = 99;

    cout << "a + b = " << MathFuncs::MyMathfuncs::Add(a, b) << endl;
    cout << "a - b = " << MathFuncs::MyMathfuncs::Subtract(a, b) << endl;
    cout << "a * b = " << MathFuncs::MyMathfuncs::Multiply(a, b) << endl;
    cout << "a / b = " << MathFuncs::MyMathfuncs::Divide(a, b) << endl;

    try
    {
        cout << "a / 0 = " << MathFuncs::MyMathFuncs::Divide(a, 0) << endl;
    }
    catch(const invalid_argument & e)
    {
        cout << "Caught exception: " << e.what() << endl;
    }

    return 0;
}

 lib파일은 "솔루션 탐색기 -> 프로젝트 -> 우클릭 -> 속성" 에서 "링커 -> 일반" 항목중 "추가 라이브러리 디렉토리"에 lib파일이 있는 경로를 추가 시킨다. 이후 "링커 -> 입력" 항목중 "추가 종속성"에 추가할 lib 파일명을 적어주면 된다. 이 예시에서는 "MathFuncsDll.lib"를 적어주면 된다.


 링크 옵션을 마치면, 컴파일을 한다. 이때 공부할때 습관적으로 F5키로 실행까지 하는데, 실행파일이 있는 폴더에 dll 파일(여기서는 "MathFuncsDll.dll")을 넣고 실행해야 한다. 별다른 오류 메시지 창이 안보이면, 잘 된거다.



들여오기 사용 예시2)

 앞의 예시는 MVC++ 컴파일러의 옵션 값을 넣어서 dll을 참조했다면, 이번에는 옵션 값을 수정하지 않고 참조 해보자. 앞의 예시와 동일하게 헤더파일을 솔루션 탐색기에서 인식할 수 있도록 추가 해야 한다.

 실행 프로그램의 소스 코드중에 MVC++에서 사용하느 매크로 함수 "#pragma comment()"를 사용하여 참조할 lib 파일의 경로와 파일명을 알려주면 된다. 그럼, 앞의 "예시1"의 컴파일 옵션을 컴파일러가 해당 소스를 읽을때 컴파일 옵션을 설정하기 때문에 따로 속성창을 열어서 수정하지 않아도 된다.


// MyExecrefsDll.cpp
// ...
#pragma comment(lib, "../../MathFuncsDll/Debug/MathFuncsDll.lib");
// ...



정리

 원리상 컴파일 옵션으로 작성이 되는 것이고 그 역할을 하는 매크로 함수를 컴파일러 수준에서 제공을 해주는 것을 이용하는 것이다. 이는 헤더파일이 없어도 참조함수를 선언해서 사용할 수 있지만, 복잡하고 많은 수의 함수를 일일히 선언해주는 것은 비 생산적인 일이 때문에 헤더파일은 그대로 사용하는데, 이 때문에 타사의 상용 라이브러리(흔히 dll)를 사용할 때 헤더파일은 대부분 같이 제공해준다.


 여기서는 간단하게 작성했지만, 가능하면 정신건강을 위해서 정리를 하는게 좋다. 들여오기 예시1, 2는 각각 장단점이 있으니 자신이 우선시 하거나 취향대로 사용하면 될 것 같다.


참조자료

MSDN VS2015(한글)

MSDN VS2015(영문)

DLL 작성 및 사용하기(한글 블로그)




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윈도우즈 라이브러리 개념(LIB, DLL)


이글을 정리하게 된 경우 당연히 사용해야 할 상황이 닥쳤기(?) 때문에 적는다.


라이브러리 개념

 라이브러리는 일반적으로 운영체제에 많은 부분은 의지하는 경우가 있다. 따라서 리눅스와 윈도우의 라이브러리 확장자 이름이 다르다. 심지어 일부는 정의 하는 이름도 다르다.

 윈도우즈에서 개념적으로 정적 라이브러리와 동적 라이브러리로 분류가 되며, 각 확장자는 순서대로 lib, dll로 붙는다.


정적 라이브러리와 동적 라이브러리

 정적 라이브러리(Static Library)의 경우 종속적인(해당 라이브러리를 사용하는) 프로그램이 컴파일(빌드와 링크 포함)되는 시점에 필요로 하고 실행에는 이미 라이브러리의 내용이 포함되어 있기 때문에 정적 라이브러리 파일이 필요로 하지 않는다. 확장자는 .lib를 사용한다.

리눅스에서는 동일한 개념으로 확장자 .o(Object의 약자)를 사용한다.


 동적 라이브러리(Dybamic Library)는 종속적인 프로그램이 컴파일시 링크만 하게 된다. 이 때문에 실행 프로그램이 실행되는 시점에 동적 라이브러리 파일이 있어야 한다. 이 때 운영체제는 실행 프로그램에서 요청하는 dll 파일을 찾게 되는데, 첫째는 실행 프로그램의 같은 폴더내에서 찾게 되고, 그 다음은 하위 폴더, 마지막으로는 환경변수를 통해서 찾게 된다. 이러한 과정으로도 필요한 dll 파일을 찾지 못하게 되면, 오류 메시지를 보여주고 프로그램 실행이 중단된다.

리눅스에서는 비슷한(사실상 같은) 역할을 하는 라이브러리를 공유 라이브러리(Shared Library)라 부르고 확장자는 .so(Shared Object의 약자)를 사용한다.


정적 라이브러리 VS 동적 라이브러리

 vs는 실제 둘의 차이를 비교하기 위해서 많이 사용하는 검색 키워드이기도 하다. 두 방법이 각각 장단점이 있는데, 성능(흔시 실행 속도)는 정적 라이브러리가 앞서지만, 재사용성은 동적 라이브러리가 앞선다. 이는 동적 라이브러리를 많이 사용할 수록 여러 파일로 나누어져있기 때문에 발생하는 문제이기도 하다.


제작 및 사용 방법

 운영체제에 따라서 파일 확장자 부터 다르며, 제작 및 사용 방법도 컴파일의 종류에 영향을 받는다. 제작 및 사용 방법은 사용하는 컴파일러에 대해서 조사를 해야 한다. 다만, 대부분이 매크로와 컴파일러에서 제공하는 옵션 사용하기 때문에 원래 소스코드에 손을 덜 대거나 호환성이 높은 코드를 작성한다.



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