labview中dll的調(diào)用（包括生成dll）

　　LabVIEW 中是通過Call Library Function Node（CLN）節(jié)點來完成DLL文件調(diào)用的。創(chuàng)建一個新的VI，右擊程序框圖，在Functions Palette中依次選中Connectivity——Libraries&Executables工具欄即可找到該節(jié)點（圖1）。

圖1 Call Library Function Node

　　將節(jié)點放置在程序框圖中，雙擊會出現(xiàn)它的配置對話框，共有四頁。第一頁用于填寫被調(diào)用函數(shù)的信息（圖2）。Library name or path需給出DLL文件名和路徑，操作系統(tǒng)路徑下的DLL文件，直接輸入文件名也可調(diào)用，否則必須輸入全路徑。在這里已經(jīng)給出名字的DLL是被靜態(tài)加載到程序中的，也就是說當(dāng)調(diào)用了這個DLL的VI被裝入內(nèi)存時，DLL同時被裝入內(nèi)存。LabVIEW也可動態(tài)加載DLL，只要勾選上Specify path on diagram的選項即可。選擇了這個選項，在 Library name or path中輸入的內(nèi)容就無效了，取而代之的是CLN 節(jié)點多出一對輸入輸出，用于指明所需要使用的DLL的路徑。這樣，當(dāng)VI被打開時，DLL不會被裝入內(nèi)存，只用程序運行到需要使用這個DLL中的函數(shù)時，才把其裝入內(nèi)存。Function name是需要調(diào)用的函數(shù)的名稱，LabVIEW會把DLL中所有的暴露出來的函數(shù)都列出，用戶只要在下拉框中選取即可。Thread欄用于設(shè)定哪個線程里運行被調(diào)用的函數(shù)。用戶可以通過 CLN 節(jié)點的配置面板來指定被調(diào)用函數(shù)運行所在的線程。CLN 的線程選項非常簡單，只有兩項： Run in UI thread和Run in any thread。LabVIEW的程序框圖上直接可以看出一個 CLN節(jié)點是選用

圖2 填寫被調(diào)用函數(shù)信息

的什么線程。如果Run in UI thread，節(jié)點顏色是橙色的；Run in any thread則是淺黃色的（圖3）。

圖3 CLN不同線程對比

　　通常情況下，除非使用的動態(tài)鏈接庫是多線程安全的，CLN 中選擇Run in any thread方式；否則必須選擇Run in UI thread方式。判斷一個動態(tài)鏈接庫是不是多線程安全的，需通過以下方法：如果一個動態(tài)鏈接庫的文檔中沒有明確說明它是多線程安全的，那么就要當(dāng)作是非多線程安全的；在可以看到動態(tài)鏈接庫源代碼的條件下，如果代碼中存在全局變量、靜態(tài)變量或者代碼中看不到有l(wèi)ock一類的操作，那么這個動態(tài)鏈接庫也就肯定不是多線程安全的。

　　選擇了Run in any thread方式，LabVIEW會在最方便的線程內(nèi)運行動態(tài)鏈接庫函數(shù)，且一般會與調(diào)用它的VI在同一個線程內(nèi)運行。因為LabVIEW是自動多線程的語言，它也很可能會把動態(tài)鏈接庫函數(shù)分配給一個單獨的線程運行。如果程序中存在沒有直接或間接先后關(guān)系的兩個CLN節(jié)點，LabVIEW很可能會同時在不同的線程內(nèi)運行它們所調(diào)用的函數(shù)，也許是同一函數(shù)。對于非多線程安全的動態(tài)鏈接庫，這是很危險的操作。很容易引起數(shù)據(jù)混亂，甚至是程序崩潰。

　　選擇Run in UI thread方式，因為LabVIEW只有一個界面線程，所以如果所有的CLN設(shè)置都是界面線程，那么就可以保證這些CLN調(diào)用的函數(shù)肯定全部都運行在同一線程下，肯定不會被同時調(diào)用。對于非多線程安全的動態(tài)鏈接庫，這種方式就保證了它的安全。

　　讓我們回到配置對話框第一頁，Calling convention用于指明被調(diào)用函數(shù)的調(diào)用約定。這里只支持兩種約定：stdcall和C call。它們之間的區(qū)別在于，stdcall由被調(diào)用者負(fù)責(zé)清理堆棧，C call由調(diào)用者清理堆棧。這個設(shè)置錯誤時，可能會引起LabVIEW崩潰，也就是說如果LabVIEW調(diào)用DLL函數(shù)時出現(xiàn)異常，首先應(yīng)該考慮這個設(shè)置是否正確。（Windows API一般使用的都是stdcall；標(biāo)準(zhǔn)C的庫函數(shù)大多使用C call。如果函數(shù)聲明中有類似__stdcall這樣的關(guān)鍵字，它就是stdcall的。）第二頁是函數(shù)參數(shù)的配置（圖4）。

圖4 配置函數(shù)的參數(shù)

　　DLL和LabVIEW之間傳遞參數(shù)，最常用的三種數(shù)據(jù)類型是數(shù)值、數(shù)值型數(shù)組和字符串。C語言中經(jīng)常把指針或者數(shù)據(jù)的地址在函數(shù)間傳遞，在32位操作系統(tǒng)中，可以使用int32數(shù)值來表示指針。因此，當(dāng)需要在LabVIEW中傳遞指針數(shù)據(jù)時，可以使用I32或U32數(shù)值類型來表示這個地址類型的數(shù)據(jù)。但是，64位的程序中，數(shù)據(jù)的地址只能使用I64或U64來表示。這樣，如果一個調(diào)用了DLL函數(shù)的VI，并且函數(shù)參數(shù)中有地址型數(shù)據(jù)，使用固定數(shù)據(jù)類型的數(shù)值來表示地址，就要準(zhǔn)備兩份代碼。解決方法是使用LabVIEW中的新的數(shù)據(jù)類型Pointer-sized Integer。這個數(shù)據(jù)類型的長度在不同的平臺上會自動使用32位或64位長度。如果在C語言函數(shù)參數(shù)聲明中有const關(guān)鍵字，可以選中Constant選項。布爾類型在DLL函數(shù)和LabVIEW VI之間傳遞沒有專有的數(shù)據(jù)類型，是利用數(shù)值類型來傳遞的。輸入時先把布爾值轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)值，在傳遞給DLL函數(shù)；輸出時再把數(shù)值轉(zhuǎn)為布爾值。對于數(shù)組的傳遞，LabVIEW只支持C數(shù)據(jù)類型中的數(shù)值型數(shù)組，傳遞數(shù)組類型需要注意的的是“Array Format”要選擇“Array Data Pointer”。這個設(shè)置中還有其他兩個選項，帶有“Handle”的參數(shù)類型都是表示LabVIEW定義的特殊類型的。在第三方的DLL中不會使用到數(shù)組參數(shù)作為輸出值時，要記得為輸出的數(shù)組數(shù)開辟空間。開辟數(shù)據(jù)空間的方法有兩種：第一種方法，創(chuàng)建一個長度滿足要求的數(shù)組，作為初始值傳遞給參數(shù)，輸出數(shù)的數(shù)據(jù)就會被放置在輸入數(shù)組的所在的內(nèi)存空間內(nèi)。第二種方法是直接在參數(shù)配置面板上進(jìn)行設(shè)置。在Minimum size中寫入一個固定的數(shù)值，LabVIEW就會按此大小為輸出的數(shù)組開辟空間。在 Minimum size 中選擇函數(shù)的其它數(shù)值參數(shù)，而不是固定數(shù)值。這樣LabVIEW會按照當(dāng)時被選擇的參數(shù)值的大小來開辟空間。字符串與使用與數(shù)組是非常類似的，實際上在C語言中字符串就是一個I8數(shù)組。

在NI軟件的安裝路徑下打開當(dāng)前使用版本的LabVIEW文件夾，通過 examplesdlldata passingCall NativeCode.llb找到簡單數(shù)據(jù)類型在LabVIEW與C之間的對應(yīng)關(guān)系。部分常見關(guān)系見表1。

表1 數(shù)據(jù)類型對比

　　第三頁用于為DLL設(shè)置一些回調(diào)函數(shù)，可以使用這些回調(diào)函數(shù)在特定的情形下完成初始化、清理資源等工作（圖5）。

圖5 設(shè)置回調(diào)函數(shù)

　　如果為Reserve選擇了一個回調(diào)函數(shù)，那么當(dāng)一個新的線程開始調(diào)用這個DLL時，這個回調(diào)函數(shù)首先被調(diào)用?？梢岳眠@個函數(shù)為新線程使用到的數(shù)據(jù)做初始化工作。線程在使用完這個DLL之后，它會去調(diào)用Unreserve中指定的回調(diào)函數(shù)。Abort中指定的函數(shù)用于VI非正常結(jié)束時被調(diào)用，也就是讓一個程序在運行完前停止。這些回調(diào)函數(shù)的原型在Prototype for these procedures中列出，必須要由DLL的開發(fā)者按照特定的格式實現(xiàn)。如果使用的DLL不是專為LabVIEW設(shè)計的，一般不會包含這樣的回調(diào)函數(shù)。

　　第四頁是錯誤處理方式，用戶可根據(jù)需要選擇相應(yīng)的錯誤檢查級別。

　　另外還需要注意的是，C語言中的struct在LabVIEW中可以使用cluster來表示，但有時需要作出相應(yīng)的調(diào)整。這是因為在C語言中，struct的字節(jié)對齊是可以進(jìn)行設(shè)置的，這就決定了其各元素的存放地址的可變性。C語言中的對字節(jié)對齊數(shù)可通過#pragma pack指令或在工程屬性中進(jìn)行指定。而在LabVIEW的cluster中，所有元素只能是1字節(jié)對齊的，所以如果要和C語言中非1字節(jié)對齊的struct對應(yīng)，需要做出一些調(diào)整。比如，對于C語言中2字節(jié)對齊的struct，第一個元素如果是I8型的，在LabVIEW的cluster中第一個元素對應(yīng)不變，但不能緊挨著放第二個元素，必須留一個無意義的空位。C語言的struct其實也是如此，只不過沒有表現(xiàn)出來。所以為了方便，如果自己用C語言生成DLL文件供LabVIEW調(diào)用最好將struct都設(shè)為1字節(jié)對齊。C語言的struct中可以嵌套數(shù)組，但是這和LabVIEW中含有數(shù)組元素的cluster是不一樣的，LabVIEW中需要將數(shù)組中的元素都拆開放入cluster中。

　　如果C語言的struct中含有一個指針，LabVIEW中的cluster只能用一個U32數(shù)值（32位系統(tǒng)上，64位系統(tǒng)上使用U64）來表示指針的地址，而不能將指針?biāo)赶虻膬?nèi)容放到Cluster中去。如果聲明的是指向struct的指針，才能在LabVIEW中使用cluster與之對應(yīng)。CLN節(jié)點的配置面板中，沒有一個專門命名的“struct”或者“cluster”參數(shù)類型，應(yīng)選擇“Adapt to Type”就可以了。如果參數(shù)的類型就是結(jié)構(gòu)而非指針，考慮到C函數(shù)參數(shù)的壓棧順序，把一個結(jié)構(gòu)體作為參數(shù)傳給函數(shù)，相當(dāng)于把結(jié)構(gòu)中每個元素分別作為參數(shù)傳遞給函數(shù)。圖6為C語言中struct和LabVIEW中cluster的部分匹配圖。

圖6 struct和cluster匹配

LabVIEW打包DLL文件

我們接下來學(xué)習(xí)如何使用LabVIEW來打包一個DLL文件。

　　首先我們編寫一個名為Scale.vi的程序，功能很簡單就是對輸入的數(shù)據(jù)乘上10，然后再輸出（圖7）。

圖7 scale.vi

　　必須在任務(wù)管理器中才能生成.dll文件。所以我們首先建立一個project，過程如下：

點擊File>>New Project：

圖8 生成新項目

　　接著彈出是否將該VI添加到新項目的對話框：

圖9 是否添加VI到新建項目

　　選擇Add，生成新的項目管理器，將其保存在需要的路徑下：

圖10 項目管理器

　　右鍵單擊項目瀏覽器窗口中的Build Specifications，在快捷菜單中選擇New>>Shared Library（DLL）,彈出對DLL文件進(jìn)行設(shè)置的對話框。點擊Category>>Information，根據(jù)自己需求修改Build specification name和Target filename：

圖11 Information頁面

　　點擊Source Files>>Project Files>> Scale.vi>> ，彈出對話框,直接用默認(rèn)值，點擊OK:

圖12 Define VI Prototype