Win32 組合語言教程：動態連結庫（DLL）建立與呼叫完整指南

前言

動態連結庫（DLL）是 Windows 模組化程式設計的基石，允許多程式共享同一程式碼拷貝於記憶體中，節省資源並利於維護。本文涵蓋 DLL 架構原理、匯入庫機制、LoadLibrary/GetProcAddress 動態載入技術，並提供 MASM 建立 DLL 與呼叫 DLL 的完整範例框架。

靜態連結 vs 動態連結

• 靜態連結：連結器將庫函式機器碼複製進可執行檔，每程式一份拷貝，浪費磁碟與記憶體。
• 動態連結：執行時由載入器將 DLL 映射進程序位址空間，全系統僅一份程式碼拷貝（透過分頁共享），各程式擁有獨立資料段。

DLL 載入流程與匯入庫

1. 編譯/連結應用程式時，連結器從匯入庫（.lib）提取符號資訊寫入 PE 匯入表。
2. 載入器讀取匯入表，定位 DLL 檔案，映射至進程空間，修正函式呼叫位址。
3. 若缺少匯入庫，可改用 LoadLibrary + GetProcAddress 手動載入並取得函式位址（執行期連結）。

匯入庫僅含符號與重定位資訊，不含實際程式碼；靜態庫則含完整機器碼。

DLL 專案結構（MASM）

原始碼架構

; DLLSkeleton.asm
.386
.model flat,stdcall
option casemap:none
include \masm32\include\windows.inc
include \masm32\include\user32.inc
include \masm32\include\kernel32.inc
includelib \masm32\lib\user32.lib
includelib \masm32\lib\kernel32.lib

.data
.code

DllEntry proc hInstDLL:HINSTANCE, reason:DWORD, reserved1:DWORD
  mov eax, TRUE
  ret
DllEntry Endp

TestFunction proc
  ret
TestFunction endp

End DllEntry

模組定義檔

; DLLSkeleton.def
LIBRARY DLLSkeleton
EXPORTS TestFunction

連結命令

link /DLL /SUBSYSTEM:WINDOWS /DEF:DLLSkeleton.def /LIBPATH:c:\masm32\lib DLLSkeleton.obj

產出 DLLSkeleton.dll 與 DLLSkeleton.lib（匯入庫）。

DLL 進入點參數詳解

DllEntry proc hInstDLL:HINSTANCE, reason:DWORD, reserved1:DWORD

• hInstDLL：DLL 模組控制碼（非進程實例控制碼），難以事後取得，建議自行保存。
• reason 四種值：
  • DLL_PROCESS_ATTACH：首次載入，執行初始化
  • DLL_PROCESS_DETACH：卸載，釋放資源
  • DLL_THREAD_ATTACH：新執行緒建立
  • DLL_THREAD_DETACH：執行緒結束
• 返回 TRUE 允許載入繼續，FALSE 導致載入失敗。

執行期動態載入：LoadLibrary / GetProcAddress / FreeLibrary

適用於無匯入庫、需條件載入、或呼叫未文件化函式的情境。

; UseDLL.asm
invoke LoadLibrary, addr LibName          ; LibName = "DLLSkeleton.dll"
.if eax==NULL
  ; 載入失敗處理
.else
  mov hLib, eax
  invoke GetProcAddress, hLib, addr FunctionName  ; FunctionName = "TestHello"
  .if eax==NULL
    ; 函式不存在
  .else
    mov TestHelloAddr, eax
    call [TestHelloAddr]                     ; 間接呼叫
  .endif
  invoke FreeLibrary, hLib                   ; 釋放 DLL
.endif

• LoadLibrary：成功返回模組控制碼，失敗 NULL。系統維護參考計數，重複載入同一 DLL 僅增加計數。
• GetProcAddress：在 DLL 匯出表查找函式名稱，返回入口位址。位址在 DLL 未卸載前固定，可緩存。
• FreeLibrary：遞減參考計數，歸零時真正卸載。

進階議題

• 名稱修飾：C/C++ 函式需 extern "C" 避免修飾；MASM PROC 預設不修飾。
• 執行緒區域儲存 (TLS)：DLL 可使用 TLS 為每執行緒提供獨立資料。
• DLL 地獄：版本衝突風險，現代 Windows 採 Side-by-Side 組件技術緩解。