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寫在前面： 最近在研究一個(gè)VC界面庫(kù)DuiLib，在細(xì)讀它的源碼時(shí)遇到些問題，比如它的界面是如何繪制上去的，底層操作是如何實(shí)現(xiàn)的，就是CreateWindow和 ShowWindow又是如何實(shí)現(xiàn)的， 也不得而知， 因此我想有必要重新認(rèn)識(shí)下Win32 應(yīng)用程序的啟動(dòng)/運(yùn)行原理才好。 如題所述， 本文講的的Windows環(huán)境下exe可執(zhí)行文件的運(yùn)行原理， 這里 面涉及的知識(shí)很多，需要讀者對(duì)Windows操作系統(tǒng)（如注冊(cè)表、進(jìn)程、線程、 內(nèi)存管理、PE文件格式等） 、Windows編程（本文使用c++ 語(yǔ)言）等有所了解。 本文試圖以通俗易懂的語(yǔ)言描述， 讓更多的人看的懂， 從運(yùn)行原理上對(duì)程序的運(yùn) 行有個(gè)好的了解。 文章安排方面， 我這里是以大家都懂的main/WinMain函數(shù)執(zhí)行前， 執(zhí)行時(shí)， 執(zhí)行后分為三個(gè)部分：exe程序的初始化；主函數(shù)的運(yùn)行過程；程序收尾工作 PS：本人的技術(shù)也是有限的，文章中難免會(huì)有錯(cuò)誤疏漏之處，還請(qǐng)各位高手批 評(píng)指正。轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處，謝謝 本文使用的例子444.exe程序下載地址： 下載地址1： http://183.60.157.31/file/D4/53/tzydH05zcHTmkwTlAE44iue6 a61fc1a1fb190d2b250dc7cd lrmhi8bwxl49201cxedj&dir=/&name=xunlei.zip 下載地址2： http:///file/clg0o6il# 一、exe程序的初始化 打開一個(gè)軟件是如此簡(jiǎn)單， 雙擊軟件的圖標(biāo)就是了！ 但你是否想過， 當(dāng)你雙 擊那個(gè)圖標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)都做了哪些工作？為什么雙擊圖標(biāo)軟件就運(yùn)行起來了？ 沒錯(cuò)， 就是Shell （以Explorer.exe進(jìn)程實(shí)現(xiàn)） 。 當(dāng)你啟動(dòng)電腦進(jìn)入桌面時(shí)， 系統(tǒng)創(chuàng)建Explorer.exe進(jìn)程， 而其它的進(jìn)程， 可以說都是Explorer.exe的子進(jìn) 程， 因?yàn)樗鼈兌际怯蒃xplorer.exe進(jìn)程創(chuàng)建的。 也就是說， 當(dāng)你雙擊圖標(biāo)時(shí)Shell 會(huì)偵測(cè)到這個(gè)動(dòng)作， 注冊(cè)表中有相關(guān)的項(xiàng)保存著雙擊操作的信息， 如exe文件關(guān) 聯(lián)、啟動(dòng)exe的Shell是哪個(gè)。 注冊(cè)表中保存的exe文件關(guān)聯(lián)信息 打開一個(gè)exe時(shí)指定的參數(shù)信息 指定啟動(dòng)exe程序的Shell 我們看到， 啟動(dòng)exe文件指定的Shell就是Explorer.exe啦。 因此， 我們應(yīng)該 知道了，雙擊exe文件圖標(biāo)時(shí)Explorer.exe進(jìn)程的一個(gè)線程會(huì)偵測(cè)到這個(gè)操作， 它根據(jù)注冊(cè)表中的信息取得文件名（根據(jù)%1這個(gè)參數(shù)） ，然后Explorer.exe以這 個(gè)文件名調(diào)用CreateProcess函數(shù)，這個(gè)函數(shù)做了很多工作。 CreateProcess函數(shù)的定義是這樣的： BOOLWINAPICreateProcess( __in_optLPCTSTRlpApplicationN __inout_optLPTSTRlpCommandLine, __in_optLPSECURITY_ATTRIBUTESlpProcessAttri __in_optLPSECURITY_ATTRIBUTESlpThreadAttrib __inBOOLbInheritHandles, __inDWORDdwCreationFlags, __in_optLPVOIDlpEnvironment, __in_optLPCTSTRlpCurrentDirec __inLPSTARTUPINFOlpStartup __outLPPROCESS_INFORMATIONlpProcessInfo ); 此函數(shù)的具體信息和用法在MSDN上已有詳細(xì)的描述，在此就不作介紹了 http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms682425(v=VS.85).aspx 那么CreateProcess函數(shù)內(nèi)部都做了哪些工作呢？別急，馬上為你一一道來！ 創(chuàng)建進(jìn)程內(nèi)核對(duì)象 CreateProcess實(shí)際上是通過NtCreateProcess函數(shù)實(shí)現(xiàn)的， 此時(shí)， 系統(tǒng)會(huì)創(chuàng)建 一個(gè)被稱為內(nèi)核對(duì)象的對(duì)象， 這里是進(jìn)程內(nèi)核對(duì)象。 進(jìn)程內(nèi)核對(duì)象可以看作一個(gè) 操作系統(tǒng)用來管理進(jìn)程的內(nèi)核對(duì)象， 它也是系統(tǒng)用來存放關(guān)于進(jìn)程統(tǒng)計(jì)信息的地 方（一個(gè)小的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)） ，進(jìn)程內(nèi)核對(duì)象維護(hù)了一個(gè)句柄表的結(jié)構(gòu)。 當(dāng)進(jìn)程被初始化之后， 其句柄表是空的。 當(dāng)進(jìn)程內(nèi)的一線程通過指定的函數(shù) 創(chuàng)建了一個(gè)內(nèi)核對(duì)象時(shí)，內(nèi)核會(huì)為對(duì)象分配一塊內(nèi)存區(qū)域并初始化這塊區(qū)域。 然 后內(nèi)核會(huì)在進(jìn)程的句柄表中查找一個(gè)空的入口， 找到之后會(huì)初始化句柄表的以索 引定位的區(qū)域。 初始化的主要過程就是填充句柄表的一個(gè)單元， 包括指定內(nèi)核對(duì) 象地址，指定訪問碼，指定標(biāo)記等。 關(guān)于句柄表的描述，可以看看<< Windows進(jìn)程內(nèi)核對(duì)象句柄表>> 這篇文章 創(chuàng)建進(jìn)程的虛擬地址空間 進(jìn)程內(nèi)核對(duì)象創(chuàng)建后， 它的引用計(jì)數(shù)被置為1。 然后系統(tǒng)為剛剛創(chuàng)建的進(jìn)程 分配4GB的進(jìn)程虛擬地址空間。 之所以是4GB， 是因?yàn)樵?2位的操作系統(tǒng)中， 一 個(gè) 指 針 長(zhǎng) 度 是4字 節(jié) ， 而4字 節(jié) 指 針 的 尋 址 能 力 是 從 0x00000000~0xFFFFFFFF最大值0xFFFFFFFF表示的即為4GB大小的容量。 與虛擬地址空間相對(duì)的， 還有一個(gè)物理地址空間， 這個(gè)地址空間對(duì)應(yīng)的是真 實(shí)的物理內(nèi)存。如果你的計(jì)算機(jī)上安裝了512M大小的內(nèi)存，那么這個(gè)物理地 址空間表示的范圍是0x00000000~0x1FFFFFFF。 當(dāng)操作系統(tǒng)做虛擬地址到物理地址映射時(shí)， 只能映射到這一范圍， 操作系統(tǒng) 也只會(huì)映射到這一范圍。 當(dāng)進(jìn)程創(chuàng)建時(shí)， 每個(gè)進(jìn)程都會(huì)有一個(gè)自己的4GB虛擬 地址空間。 要注意的是這個(gè)4GB的地址空間是 “虛擬” 的， 并不是真實(shí)存在的， 而且每個(gè)進(jìn)程只能訪問自己虛擬地址空間中的數(shù)據(jù)，無(wú)法訪問別的進(jìn)程中的數(shù) 據(jù)， 通過這種方法實(shí)現(xiàn)了進(jìn)程間的地址隔離。 那是不是這4GB的虛擬地址空間 應(yīng)用程序可以隨意使用呢？很遺憾， 在Windows系統(tǒng)下， 這個(gè)虛擬地址空間被 分成了4部分：NULL指針區(qū)、用戶區(qū)、64KB禁入?yún)^(qū)、內(nèi)核區(qū)。應(yīng)用程序 能使用的只是用戶區(qū)而已，大約2GB左右(最大可以調(diào)整到3GB)。內(nèi)核區(qū) 為2GB， 內(nèi)核區(qū)保存的是系統(tǒng)線程調(diào)度、 內(nèi)存管理、 設(shè)備驅(qū)動(dòng)等數(shù)據(jù)， 這部分 數(shù)據(jù)供所有的進(jìn)程共享，但應(yīng)用程序是不能直接訪問的。 虛擬地址空間如何劃分 每個(gè)進(jìn)程的虛擬地址空間都要?jiǎng)澐殖筛鱾€(gè)分區(qū)。地址空間的分區(qū)是根據(jù)操 作系統(tǒng)的基本實(shí)現(xiàn)方法來進(jìn)行的。不同的Windows內(nèi)核，其分區(qū)也略有不同。 下 圖顯 示 了 每 種 平 臺(tái) 是 如 何 對(duì) 進(jìn) 程 的 地 址 空 間 進(jìn) 行 分 區(qū) 的 。 32位Windows2000的內(nèi)核與64位Windows2000的內(nèi)核擁有大體相同的分 區(qū)，差別在于分區(qū)的大小和位置有所不同。另一方面，可以看到Windows98下 的分區(qū)有著很大的不同。 初始化進(jìn)程的虛擬地址空間 進(jìn)程地址空間創(chuàng)建后， Windows的裝載器 （loader， 也稱為PE裝載器） 開始 工作。Loader會(huì)讀取exe文件的信息（PE文件） ，這里又涉及到PE文件格式的 知識(shí)，如不了解，可能會(huì)對(duì)下面的理解有些難度。趕快去百度充下電啦！ ！ 此時(shí)loader會(huì)檢查PE文件的有效性，如果PE文件有錯(cuò)誤，可能會(huì)顯示出 Thisprogramcannotberunin PE文件的內(nèi)容（二進(jìn)制代碼）映射到進(jìn)程的地址空間中，原則是低地址的映射 到低地址的虛擬地址空間， 高地址的映射到高地址的虛擬地址空間。 實(shí)際上映射 時(shí)是增高的地址空間，因?yàn)镻E文件中和地址空間的對(duì)齊方式大小不一樣，你可 以通過/align開關(guān)調(diào)整這個(gè)數(shù)值。 然后是讀取PE文件的導(dǎo)入地址表（ImportTable） ，這里存放有exe文件需 要導(dǎo)入的模塊文件 （DLL） ， 系統(tǒng)會(huì)一一加載這些dll到進(jìn)程的地址空間中， 具體 做法是調(diào)用LoadLibrary函數(shù)加載程序代碼到某個(gè)地址，然后系統(tǒng)會(huì)映射這些代 碼到進(jìn)程的地址空間中，要知道dll只需加載一次就可映射到所有進(jìn)程的地址空 間中， 并為每個(gè)dll維護(hù)一個(gè)引用計(jì)數(shù)， 當(dāng)引用計(jì)數(shù)為0時(shí)， dll就從內(nèi)存中卸載 掉，釋放占用的內(nèi)存。Dll里面可能又引用了其它的dll，因此加載dll時(shí)是遞歸 形式的，直到加載完ImportTable里描述的所有dll模塊，此時(shí)進(jìn)程初始化部分 完成。 創(chuàng)建進(jìn)程的主線程 當(dāng)進(jìn)程的初始化完成后， 開始創(chuàng)建進(jìn)程的主線程， 一個(gè)進(jìn)程至少要有一個(gè)主 線程才能運(yùn)行， 可以說進(jìn)程只是充當(dāng)一個(gè)容器的作用， 而線程才是執(zhí)行用戶代碼 的載體。 線程是用CreateThread這個(gè)函數(shù)創(chuàng)建的，它的定義如下： HANDLEWINAPICreateThread __in_optLPSECURITY_ATTRIBUTESlpThreadAttrib __inSIZE_TdwStackSize, __inLPTHREAD_START_ROUTINElpStartAddress, __in_optLPVOIDlpParameter, __inDWORDdwCreationFlags, __out_optLPDWORDlpThreadId ); 該函數(shù)的具體信息請(qǐng)看MSDN的說明： http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms682453(v=VS.85).aspx 創(chuàng)建線程時(shí)，也和進(jìn)程相似，系統(tǒng)會(huì)創(chuàng)建線程內(nèi)核對(duì)象，初始化線程堆棧。 線程堆棧有兩個(gè)， 一個(gè)是核心堆棧， 由核心態(tài)維護(hù)； 另一個(gè)是用戶堆棧， 運(yùn)行在 用戶態(tài)下。同樣的，線程的引用計(jì)數(shù)也置為1。 當(dāng)進(jìn)程、線程創(chuàng)建完成后（進(jìn)程地址空間也有了，需要的dll也都加載完畢 了） ，CreateProcess函數(shù)返回，相關(guān)的信息會(huì)保存在PROCESS_INFORMATION 結(jié)構(gòu)中，它的定義如下： typedefstruct_PROCESS_INFORMATION{ HANDLEhProcess; HANDLEhThread; DWORDdwProcessId; DWORDdwThreadId; }PROCESS_INFORMATION,*LPPROCESS_INFORMATION; 可以看到是進(jìn)程（線程）的句柄和進(jìn)程（線程）的ID，有了句柄那樣調(diào)用 CloseHandle函數(shù)并把句柄傳入就使用引用計(jì)數(shù)減1，若引用計(jì)數(shù)為0了，就從 內(nèi)存中卸載釋放內(nèi)存。還有一個(gè)是進(jìn)程（線程）ID，這個(gè)參數(shù)可作為 OpenProcess(OpenThread)的傳入?yún)?shù)打開一個(gè)已存在的進(jìn)程（線程） 。 而其它的信息，如進(jìn)程使用的環(huán)境變量（lpEnvironment指定） ，啟動(dòng)信息則 是保存在STARTUPINFO這個(gè)結(jié)構(gòu)中，它被定義為： typedefstruct_STARTUPINFO{ DWORDcb; LPTSTRlpReserved; LPTSTRlpDesktop; LPTSTRlpTitle; DWORDdwX; DWORDdwY; DWORDdwXSize; DWORDdwYSize; DWORDdwXCountChars; DWORDdwYCountChars; DWORDdwFillAttribute; DWORDdwFlags; WORDwShowWindow; WORDcbReserved2; LPBYTElpReserved2; HANDLEhStdInput; HANDLEhStdOutput; HANDLEhStdError; }STARTUPINFO,*LPSTARTUPINFO; 由于此結(jié)構(gòu)的成員較多，就不詳細(xì)介紹了，看MSDN上的解釋吧 http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms686331(v=VS.85).aspx 如果你想取得進(jìn)程的啟動(dòng)信息， 可以調(diào)用GetStartupInfo這個(gè)函數(shù)。 事實(shí)上， 在下面要講到的運(yùn)行期庫(kù)代碼中，就調(diào)用了此函數(shù)以取得啟動(dòng)相關(guān)的信息。 C/C++ 運(yùn)行期庫(kù)的初始化 當(dāng)進(jìn)程的主線程初始化完成后， 并且線程得到了CPU時(shí)間片， CPU把CS:IP 指向程序入口點(diǎn)（OEP） ，這里以444.exe程序（一個(gè)普通的Windows程序，加 入了一些跟蹤消息的輸出）為例。 首先使用Stud_PE工具查看444.exe的PE文件信息，如下圖所示： 可以看到444.exe的程序入口點(diǎn)是000111B3（下面那個(gè)000005B3的地址是 PE文件中的相對(duì)虛擬地址，而我們要是OEP是指映射到地址空間中的地址） 。 注意這個(gè)地址是相對(duì)虛擬地址，還要加上基址（這里是00400000）才是OEP的 地址， 所以O(shè)EP=00400000+000111B3=004111B3，這個(gè)地址相當(dāng)重要， 因?yàn)?/span> 這是程序運(yùn)行時(shí)CS:IP指向的地址，即：程序運(yùn)行的第一條指令就在這個(gè)地址 處！ ！ 下面我們來使用PEBrowse工具反匯編下.text節(jié)的內(nèi)容，.text節(jié)就是存放代 碼（指令）的節(jié)，關(guān)于節(jié)（section）的概念請(qǐng)查閱PE文件的相關(guān)資料。 從上面的圖中可以看到0x4111B3地址處是一條JMP指令，它跳轉(zhuǎn)到了 WinMainCRTStartup （地址是0x412220）這個(gè)函數(shù)的地址處執(zhí)行， 好了， 終于引 出了這個(gè)神秘的“真正的入口函數(shù)” 。 事實(shí)上，入口函數(shù)有以下4種形式： 1、mainCRTStartup(用于ANSI版本的控制臺(tái)應(yīng)用程序) 2、wmainCRTStartup(用于Unicode版本的控制臺(tái)應(yīng)用程序) 3、WinMainCRTStartup(用于ANSI版本的窗口應(yīng)用程序) 4、wWinMainCRTStartup(用于Unicode版本的窗口應(yīng)用程序) 很顯然， 我這個(gè)例子中使用的是第3種， ANSI版本的窗口應(yīng)用程序， 值得 一提的是， 我這里是使用反匯編工具查看這些信息的， 目的是讓程序運(yùn)行過程一 目了然。 但你也可以看看C/C++ 運(yùn)行期庫(kù)的源代碼文件， 相信你看了后會(huì)對(duì)程序 的運(yùn)行原理更有體會(huì)。這些源碼隨你安裝VC++6.0或VisualStudio時(shí)已經(jīng)附 帶有了，我電腦上裝的是VisualStudio2010，由于我安裝在H盤，所以在我電 腦上CRT庫(kù)源代碼文件的路徑是： H:\ProgramFiles\MicrosoftVisualStudio10.0\VC\crt\src 而WinMainCRTStartup這個(gè)函數(shù)的定義是在crtexe.c這個(gè)文件中，你可以打 開看看是不是和我這反匯編出來的代碼是一樣的呢。 再接著看WinMainCRTStartup源碼，為了方便用XXX表示各種版本的調(diào)用 intXXXCRTStartup( void ) { __security_init_cookie(); return__tmainCRTStartup(); } 可以看到，這個(gè)“真正的入口函數(shù)”首先調(diào)用__security_init_cookie()這個(gè)函 數(shù)完成一些安全方面的初始化， 然后是返回對(duì)__tmainCRTStartup()函數(shù)的調(diào)用， 這樣一來，全部的操作都是在這個(gè)函數(shù)中一一去完成了！ ！ 在__tmainCRTStartup中首先調(diào)用了GetStartupInfoW函數(shù)取得父進(jìn)程創(chuàng)建 本進(jìn)程時(shí)的啟動(dòng)信息， 然后又是一系列的初始化， 其中包括C++ 構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用， 還有靜態(tài)變量，全局變量的初始化，這些操作是在_initterm這個(gè)函數(shù)中完成的。 然后往下看，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)(w)WinMain/(w)main函數(shù)被調(diào)用了！ ！ ！ 我們對(duì)這個(gè)函數(shù)再熟悉不過了！ ！我們寫程序時(shí)要寫的第一個(gè)函數(shù)就是這個(gè) 所謂的主函數(shù)， 但你都看到了， 經(jīng)過這么多復(fù)雜的一系列的初始化之后， 這個(gè)函 數(shù)才最終 “被” 調(diào)用， 其中的mainret就是主函數(shù)的返回值了， 習(xí)慣于寫voidmain() 的朋友可看清楚了，從來就沒有voidmain()形式的調(diào)用，不要被潭浩強(qiáng)的書給 “誤導(dǎo)”了，呵呵。 #ifdefWPRFLAG mainret=wWinMain( #else mainret=WinMain( #endif (HINSTANCE)&__ImageBase, NULL, lpszCommandLine, StartupInfo.dwFlags&STARTF_USESHOWWINDOW ?StartupInfo.wShowWindow :SW_SHOWDEFAULT); #else #ifdefWPRFLAG __winitenv=envp; mainret=wmain(argc,argv,envp); #else __initenv=envp; mainret=main(argc,argv,envp); #endif 本文使用的例子444.exe是一個(gè)ANSI版本的窗口程序，因此調(diào)用的是 WinMain函數(shù)了， 當(dāng)然， 既然WinMain函數(shù)的調(diào)用已經(jīng)出現(xiàn)了， 第一部分的 講解也就完畢了，下面請(qǐng)看第二部分的內(nèi)容。 二、主函數(shù)的運(yùn)行過程 終于要講主函數(shù)的運(yùn)行原理了，是否很期待呢，是否覺得第一部分的東西 太復(fù)雜了呢，其實(shí)第一部分exe程序的初始化過程是非常非常復(fù)雜和繁瑣的， 我 這里只是蜻蜓點(diǎn)水一樣大概講了下， 具體的許多細(xì)節(jié)不是查閱相關(guān)資料就能明白 的， 因?yàn)檫@是微軟的東西， 不可能讓你了解內(nèi)部的核心的東西的， 不然他們就沒 飯吃咯，呵呵。你要想了解的話也是可以去研究下的。 其實(shí)本文的重點(diǎn)也是放在這部分的， 就是我們熟悉的窗口程序的運(yùn)行原理， 知道了這個(gè)原理， 對(duì)Windows程序設(shè)計(jì)是很有幫助的， 好了， 廢話就不多說了， 請(qǐng)繼續(xù)往下看。 Windows Windows窗口程序運(yùn)行原理 不知有多少朋友一上來就是MFC，創(chuàng)建工程后，運(yùn)行向?qū)?，下一步，下?/span> 步， 一個(gè)窗口程序就出來了， 但是不知道為什么要這樣做， 你可能連個(gè)WinMain 都找不到，也不知程序是怎么運(yùn)行起來的，本文不是講MFC的原理，而是講原 生的Windows窗口程序的原理，說到MFC，本質(zhì)上是C++ 對(duì)API函數(shù)的包裝， 它的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)離不了API函數(shù)的調(diào)用， 只要你懂了這部分講的原理， 那MFC的 原理也就好理解了。 在講原理之前，我想有必要先講下幾個(gè)概念： ?窗口：是一個(gè)可視化的對(duì)象， 窗口上一般有標(biāo)題欄，菜單欄， 最小化，最大 化，關(guān)閉按鈕，這個(gè)大家都懂的 ?句柄：是一個(gè)DWORD(32位)值，它用來標(biāo)識(shí)各種不同的對(duì)象，如窗口， 圖 標(biāo)， 菜單， 文件， 字體等等， 相應(yīng)的就有窗口句柄 （ HWND） ， 圖標(biāo)句柄 （HICON ） 菜單句柄（HMENU） ，文件句柄（HANDLE)等等 ?消息：表示用戶與程序交互時(shí)產(chǎn)生的各種操作的標(biāo)識(shí)，也是一個(gè)DWORD 值，有窗口消息（以WM_XXX為標(biāo)識(shí)） ，通知消息（WM_NOFITY） ，命 名消息（WM_COMMAND） ，各種控件消息等等 ?窗口函數(shù)：各種消息的處理程序 （Handler） ， 有消息到達(dá)時(shí)， 在窗口函數(shù)中 處理你想要的消息 還有些概念大家可以查找相關(guān)的資料，這里就不多說了。有了這些概念， 下 面就好辦了。 首先要知道， Windows窗口程序是基于消息的， 消息的產(chǎn)生是用戶與程序的 交互產(chǎn)生的，也可以是各種系統(tǒng)消息。消息是不斷產(chǎn)生的，許多消息連在一直， 構(gòu)成消息隊(duì)列，系統(tǒng)會(huì)維護(hù)這些消息隊(duì)列，主要有兩種，一種是系統(tǒng)消息隊(duì)列， 一種是用戶消息隊(duì)列。 由于消息不斷的產(chǎn)生， 因此產(chǎn)生一個(gè)消息循環(huán)， 通常窗口 創(chuàng)建完成后會(huì)有這一句while(GetMessage(&msg,NULL,0,0,0))來獲取消息。 這 樣消息就源源不斷的產(chǎn)生， 再把消息發(fā)送到窗口， 在窗口函數(shù)中處理， 程序就能 一直運(yùn)行下去直到關(guān)閉退出。 消息是一個(gè)結(jié)構(gòu)，它的定義如下： typedefstructtagMSG{ HWNDhwnd; UINTmessage; WPARAMwParam; LPARAMlParam; DWORDtime; POINTpt; }MSG,*PMSG,*LPMSG; hwnd是和消息相關(guān)的窗口， message就是消息的標(biāo)識(shí)， wParam,lParam是附 加的兩個(gè)參數(shù)， 在使用SendMessage或PostMessage時(shí)指定的， time表示消息被 發(fā)送的時(shí)間，pt表示消息發(fā)送時(shí)鼠標(biāo)的位置（相對(duì)于屏幕坐標(biāo)） 。 那么WinMain的執(zhí)行流程是怎樣的呢？別急，且往下看。 。 。 首先要把窗口創(chuàng)建出來， 但在創(chuàng)建窗口之前，還需要注冊(cè)窗口類， 這里的類 并不是面向?qū)ο笾械念悾?而是指定一個(gè)窗口的風(fēng)格， 樣式等等， 如下面把創(chuàng)建窗 口類的操作寫在一個(gè)函數(shù)中 ATOMMyRegisterClass(HINSTANCEhInstance) { WNDCLASSEXwcex; wcex.cbSize=sizeof (WNDCLASSEX); wcex.style=CS_HREDRAW|CS_VREDRAW; wcex.lpfnWndProc=WndProc; wcex.cbClsExtra=0; wcex.cbWndExtra=0; wcex.hInstance=hInstance; wcex.hIcon=LoadIcon(hInstance,MAKEINTRESOURCE(IDI_MY444)); wcex.hCursor=LoadCursor(NULL,IDC_ARROW); wcex.hbrBackground=(HBRUSH)(COLOR_WINDOW+1); wcex.lpszMenuName=MAKEINTRESOURCE(IDC_MY444); wcex.lpszClassName=szWindowClass; wcex.hIconSm=LoadIcon(wcex.hInstance,MAKEINTRESOURCE(IDI_SALL)); returnRegisterClassEx(&wcex); } hInstace是指應(yīng)用程序載入的模塊， win32系統(tǒng)下通常是被載入模塊的線性地 址， 還記得第一部分講的嗎， WinMain的第一個(gè)參數(shù)就是它， 它是這樣被傳入的 mainret=WinMain((HINSTANCE)&__ImageBase,。 。 。 ）那這個(gè)__ImageBase又是 什么東西，看下面的圖你就明白了 這個(gè)圖是我用VS2010調(diào)試時(shí)查看內(nèi)存時(shí)截下來的，從圖中可以看出 __ImageBase應(yīng)該就是值0x00905A4D，而這4個(gè)字節(jié)剛才是PE文件的頭4個(gè) 字節(jié)（PE文件頭兩個(gè)字節(jié)是MZ標(biāo)記）它是映射到地址空間中的，& 取地址后 便是hInstance ， 很顯然本例中hInstance應(yīng)該是0x008B0000， 要注意的是每次運(yùn) 行時(shí)hInstance的值都是不同的，這是被映射到地址空間中的地址。它和 HMODULE其實(shí)是一樣的， 再看WNDCLASSEX這個(gè)結(jié)構(gòu)，看到有個(gè)成員lpfnWndProc，這個(gè)是指定 窗口函數(shù)的地址， 這里千萬(wàn)不能寫錯(cuò)了， 不然程序運(yùn)行不起來， 而且沒有任何錯(cuò) 誤提示。lpszClassName這個(gè)成員指定了窗口的類名，在使用spy++工具查看窗 口時(shí)， 可以看到這個(gè)類名。 之后就是返回RegisterClassEx函數(shù)的調(diào)用， 這樣窗口 類就注冊(cè)好了。 接下來的工作是創(chuàng)建窗口了，創(chuàng)建窗口使用函數(shù)CreateWindow(Ex),這里也 把創(chuàng)建窗口的操作寫函數(shù)中： BOOLInitInstance(HINSTANCEhInstance,intnCmdShow) { HWNDhWnd; hInst=hInstance; hWnd=CreateWindow(szWindowClass,szTitle,WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT,0,CW_USEDEFAULT,0,NULL,NULL,hInstance,NULL); if(!hWnd) { returnFALSE; } ShowWindow(hWnd,nCmdShow); UpdateWindow(hWnd); returnTRUE; } 創(chuàng)建窗口成功后會(huì)返回一個(gè)窗口句柄HWND， 這個(gè)創(chuàng)建窗口的過程其實(shí)也是 相當(dāng)復(fù)雜的，創(chuàng)建時(shí)會(huì)發(fā)送幾個(gè)消息到窗口函數(shù)中，比如WM_NCCREATE, WM_CREATE，具體的細(xì)節(jié)下一節(jié)跟蹤消息的執(zhí)行時(shí)會(huì)有介紹。有了這個(gè)窗口 句柄后就可以做很多事了，因?yàn)樵S多函數(shù)的調(diào)用都需要傳入一個(gè)窗口句柄值， 接 下來是顯示窗口ShowWindow，這個(gè)函數(shù)也會(huì)發(fā)送幾個(gè)消息出去，而后是更新 窗口UpdateWindow，主要是發(fā)送了WM_PAINT消息，讓窗口重繪。 到了最后，就是一個(gè)消息循環(huán)了，消息循環(huán)典型的寫法如下： MSGmsg; while(GetMessage(&msg,NULL,0,0)) { TranslateMessage(&msg); DispatchMessage(&msg); } 只要程序在運(yùn)行， 這個(gè)循環(huán)就不會(huì)退出，程序也不會(huì)終止， 當(dāng)用戶關(guān)閉窗口 時(shí)，會(huì)產(chǎn)生WM_CLOSE消息，默認(rèn)的WM_CLOSE實(shí)現(xiàn)（在DefWindowProc 中）是發(fā)送了WM_DESTROY消息，我們需要在WM_DESTROY消息中調(diào)用 PostQuitMessage函數(shù)， 以便讓它發(fā)送WM_QUIT消息， 當(dāng)GetMessage函數(shù)取到 的消息是WM_QUIT消息時(shí)它會(huì)返回FALSE，這樣循環(huán)就退出了，程序也會(huì)終 于。 還有一個(gè)重要的函數(shù)是窗口函數(shù)， 窗口函數(shù)是一個(gè)回調(diào)函數(shù)， 就是系統(tǒng)會(huì)自 己去調(diào)用這個(gè)函數(shù)， 你只要按要求寫好， 當(dāng)消息到來時(shí)， 系統(tǒng)會(huì)去處理， 不用你 去處理，就是Dot'tCallMe,IWillCallYou。這個(gè)函數(shù)是在注冊(cè)窗口類時(shí)由 lpfnWndProc指定的，窗口函數(shù)的定義如下： LRESULTCALLBACKWindowPro __inHWNDhwnd, __inUINTuMsg, __inWPARAMwParam, __inLPARAMlParam ); hwnd是和消息的發(fā)出相關(guān)的窗口句柄， uMsg就是發(fā)送的消息， 后兩個(gè)是附 加參數(shù)。 窗口函數(shù)的處理比如可以這樣寫： LRESULTCALLBACKWndProc(HWNDhWnd,UINTmessage,WPARAMwParam,LPARAMlParam) { PAINTSTRUCTps; HDChdc; switch(message) { caseWM_PAINT: hdc=BeginPaint(hWnd,&ps); ::Rectangle(hdc,50,100,200,400); EndPaint(hWnd,&ps); break ; caseWM_DESTROY: PostQuitMessage(0); break ; default : returnDefWindowProc(hWnd,message,wParam,lParam); } return0; } 這里只處理了兩條消息， 而往往我們要做的就是處理各種你想處理的消息， 因?yàn)閃indows是基于消息的嗎，所以如果要處理的消息很多，那么就會(huì)有很多 的caseWM_XXX的處理，如果用MFC的話，它把這些消息分流出去了，變成 了一些ON_XXX的處理函數(shù)，MFC里面會(huì)維護(hù)一個(gè)消息路由表。 總結(jié)下它的運(yùn)行原理，是這樣的一個(gè)過程： 注冊(cè)窗口類--> 創(chuàng)建窗口--> 顯示窗口--> 更新窗口--> 消息循環(huán)（取得消息， 分 發(fā)消息） ，窗口函數(shù)對(duì)消息的處理 跟蹤運(yùn)行過程 本節(jié)用一個(gè)實(shí)例來跟蹤Windows程序的運(yùn)行過程， 也就是探討下程序啟動(dòng)時(shí) 產(chǎn)生了哪些消息，又是怎樣處理的，使用的例子還是444.exe程序，此程序也沒 有什么特別之處， 只是在調(diào)用一些函數(shù)前后輸出一些信息， 還有在窗口函數(shù)的實(shí) 現(xiàn)代碼中， 寫上幾句輸出該消息是什么消息而已， 這樣就可以對(duì)程序運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生 消息的順序有一個(gè)認(rèn)識(shí)。 從調(diào)試的信息可以看出，0x00F00000是hInstance （其實(shí)是一個(gè)地址）的值， 0x00905A4D是該地址處的值，就是PE文件的頭幾個(gè)字節(jié)。 往下看輸出了EntryMainMethod表示主方法開始了，然后是調(diào)用 RegisterClassEx注冊(cè)窗口類，寫上EndXXX是為了看看函數(shù)被調(diào)用時(shí)會(huì)不會(huì)有 消息發(fā)出，這樣就可以在窗口函數(shù)中捕獲該消息。 注冊(cè)完窗口類，開始調(diào)用CreateWindow函數(shù)創(chuàng)建窗口，前面說過，此函數(shù) 的內(nèi)部操作是很復(fù)雜的，從圖中也可以看出來，CreateWindow函數(shù)在返回前會(huì) 發(fā)出幾個(gè)消息，首先是WM_GETMINMAXINFO （0x0024）消息，這樣看來這 個(gè)消息是窗口創(chuàng)建后的第一條消息，而WM_QUIT則是最后一條消息 （GetMessage取得此消息后返回FALSE） 。 這里要注意的是以上這些消息的發(fā)出是在消息循環(huán)之前產(chǎn)生的，因?yàn)檫@是 CreateWindow函數(shù)內(nèi)部發(fā)出的消息，而消息循環(huán)還沒開始。然后是第二條消息 WM_NCCREATE（0x0081） ，消息產(chǎn)生在WM_CREATE之前，NC是notclient 非客戶區(qū)的意思，是指標(biāo)題欄，邊框等幾個(gè)區(qū)域。 后面有三條NULL的消息， 表示什么呢， 這個(gè)我本人沒研究， 而且是僅有數(shù) 值并沒有WM_XXX的定義，所以這里用NULL代替。CreateWindow在返回前 發(fā)出的最后一條消息是WM_CREATE消息，這個(gè)消息中的lParam參數(shù)就是 CreateWindow函數(shù)中的最后一個(gè)參數(shù)傳入的，往往我們會(huì)在這里完成一些初始 化的設(shè)置，不建議攔截WM_NCCREATE消息，這個(gè)默認(rèn)DefWindowProc中會(huì) 有處理。 接著是顯示窗口和更新窗口了， ShowWindow的內(nèi)部也是做了許多工作,請(qǐng)看 在ShowWindow函數(shù)返回前會(huì)發(fā)送許多消息出去，我們看到第一條消息是 WM_SHOWWINDOW，最后一條是WM_MOVE，然后函數(shù)返回，而在 UpdateWindow中只發(fā)送了一條WM_PAINT消息，讓窗口重繪。 這些都完成之后，就進(jìn)入消息循環(huán) 這些都是消息循環(huán)和窗口函數(shù)中的處理（通過DispatchMessage將消息送入 窗口函數(shù)）這樣程序就一直在運(yùn)行著，消息循環(huán)中通過GetMessage函數(shù)取得消 息以便交給窗口函數(shù)處理。 你也可以使用PeekMessage， 關(guān)于它們的區(qū)別你可以 百度下相關(guān)的資料。 當(dāng)用戶關(guān)閉窗口時(shí)，我們來看看又是怎樣的一個(gè)過程呢 這 就 是 關(guān) 閉 窗 口 時(shí) 的 過 程 。 可 以 看 到 首 先 是 產(chǎn) 生了 WM_NCLBUTTONDOWN消息， 因?yàn)殛P(guān)閉按鈕是在非客戶區(qū)， 然后下面有一個(gè) WM_SYSCOMMAND消息， 這個(gè)消息是系統(tǒng)菜單的消息， 你在標(biāo)題欄上右鍵時(shí) 可以看到系統(tǒng)菜單，然后是WM_CLOSE消息，默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)在DefWindowProc 中，我想是調(diào)用了DestroyWindow這個(gè)函數(shù)，它是送出了一個(gè)WM_DESTROY 和WM_NCDESTROY消息，而我們的程序中在WM_DESTROY處理了，調(diào)用 了PostQuitMessage函數(shù)，發(fā)出了WM_QUIT消息，由于GetMessage函數(shù)取到 該消息時(shí)返回FALSE了，因此循環(huán)體內(nèi)的語(yǔ)句沒有執(zhí)行，WM_QUIT消息也就 沒有被打印出來， 這樣WM_NCDESTROY就是最后一條消息 （不知還有沒有其 它消息） ，while循環(huán)結(jié)束后，最后是主函數(shù)返回return(int)msg.wParam，至此， 主函數(shù)執(zhí)行完畢。 總結(jié)下這部分的內(nèi)容，消息產(chǎn)生的順序應(yīng)該是這樣一個(gè)過程： WM_GETMINMAXINFO(0x0024) WM_NCCREATE(0x0081) WM_NCCALCSIZE(0x0083) NULL(0x0093) NULL(0x0094) NULL(0x0094) WM_CREATE(0x0001) WM_SHOWWINDOW(0x0018) WM_WINDOWPOSCHANGING(0x0046) WM_WINDOWPOSCHANGING(0x0046) WM_ACTIVATEAPP(0x001C) WM_NCACTIVATE(0x0086) NULL(0x0093) WM_GETICON(0x007F) WM_GETICON(0x007F) WM_GETICON(0x007F) NULL(0x0093) NULL(0x0091) NULL(0x0092) NULL(0x0092) WM_ACTIVATE(0x0006) WM_IME_SETCONTENT(0x0281) WM_IME_NOTIFY(0x0282) WM_SETFOCUS(0x0007) WM_NCPAINT(0x0085) NULL(0x0093) NULL(0x0093) NULL(0x0091) NULL(0x0092) NULL(0x0092) WM_ERASEBKGND(0x0014) WM_WINDOWPOSCHANGED(0x0047) NULL(0x0093) WM_SIZE(0x0005) WM_MOVE(0x0003) WM_PAINT(0x000F) BeginMessageLoop... WM_GETICON(0x007F) WM_GETICON(0x007F) WM_GETICON(0x007F) WM_SYNCPAINT(0x0088) ############################### #####消息循環(huán)中的其它消息###### ############################### #####下面是窗口關(guān)閉后消息###### ############################### WM_NCLBUTTONDOWN(0x00A1) WM_CAPTURECHANGED(0x0215) WM_SYSCOMMAND(0x0112) WM_CLOSE(0x0010) NULL(0x0090) WM_WINDOWPOSCHANGING(0x0046) WM_WINDOWPOSCHANGED(0x0047) WM_NCACTIVATE(0x0086) NULL(0x0093) NULL(0x0093) NULL(0x0091) NULL(0x0092) NULL(0x0092) WM_ACTIVATE(0x0006) WM_ACTIVATEAPP(0x001C) WM_KILLFOCUS(0x0008) WM_IME_SETCONTENT(0x0281) WM_IME_NOTIFY(0x0282) WM_DESTROY(0x0002) WM_NCDESTROY(0x0082) EndMessageLoop... 相信這一部分的內(nèi)容會(huì)讓你受益很多， 呵呵。這部分的內(nèi)部也結(jié)束了， 請(qǐng)接 著看第三部分的內(nèi)容。 三、程序收尾工作 WinMain函數(shù)結(jié)束之后，又發(fā)生了什么事呢。我們繼續(xù)來分析。 經(jīng)調(diào)試發(fā)現(xiàn)WinMain函數(shù)返回后回到了C/C++ 運(yùn)行期庫(kù)函數(shù)， 返回值賦給了 mainret。然后是一些內(nèi)存回收清理工作，請(qǐng)看圖 這里的工作主要是調(diào)用exit函數(shù)完成的，exit函數(shù)的實(shí)現(xiàn)其實(shí)是調(diào)用doexit 函數(shù)， 然后執(zhí)行一些清理工作， 包括釋放不用的指針， 被占用的內(nèi)存等等。 而后 執(zhí)行到了這里： 到這里就是退出進(jìn)程了，如果__crtCorExitProcess函數(shù)沒有成功，則后面的 ExitProcess保證成功調(diào)用。 在我調(diào)試時(shí)， 調(diào)試到ExitProcess這個(gè)函數(shù)就結(jié)束了， 調(diào)試程序也退出了，可見這樣一個(gè)exe程序的執(zhí)行的生命周期也就完成了。 總結(jié) 從這三部分講的內(nèi)容來看，總結(jié)出一個(gè)exe程序的執(zhí)行過程是這樣： 1、Shell（Explorer.exe ）調(diào)用CreateProcess函數(shù)激活exe程序 2、系統(tǒng)創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程內(nèi)核對(duì)象，引用計(jì)數(shù)置為1 3、系統(tǒng)為進(jìn)程創(chuàng)建一個(gè)4GB的進(jìn)程虛擬地址空間 4、PE裝載器把exe的代碼映射到地址空間，并查找ImportTable引入相關(guān) 的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（DLLs ） 5、系統(tǒng)為進(jìn)程創(chuàng)建一個(gè)主線程，線程得到CPU后，把CS:IP指向.text節(jié)中 的程序進(jìn)入點(diǎn)（OEP） ，此處是一條JMP指令，它跳到XXXCRTStartup 函數(shù)處執(zhí)行 6、這里完成c/c++運(yùn)行期庫(kù)的一些初始化設(shè)置，包括c++ 構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用 全局變量，靜態(tài)變量的初始化 7、調(diào)用WinMain/main函數(shù)，進(jìn)入主函數(shù) 8、注冊(cè)窗口類，創(chuàng)建窗口，顯示窗口，更新窗口，進(jìn)入消息循環(huán) 9、窗口關(guān)閉，循環(huán)退出，返回到C/C++ 運(yùn)行期庫(kù) 10、完成一些清理工作 11 、最后是ExitProcess退出進(jìn)程 后話 本文的內(nèi)容至此就講完了， 希望這篇文章能給迷茫， 不知怎么學(xué)習(xí)Windows 程序設(shè)計(jì)的人一個(gè)指導(dǎo)，同時(shí)也對(duì)學(xué)習(xí)MFC有一個(gè)好的認(rèn)識(shí)。 本人也不是什么高手， 只是肯去研究下這方面的技術(shù)， 如果你也喜歡去研究， 喜歡技術(shù)， 相信你也可以做， 也可能做的更好， 因此本文的一些錯(cuò)誤之處還請(qǐng)多 多指教。完。 。 。 PS： 本人是一個(gè)喜歡編程， 喜歡技術(shù)的人， 就把技術(shù)當(dāng)做吃飯一樣， 那么你 也是嗎？我的微博^_^http://weibo.com/zhuhuigong 作者:秋傷~~！ 創(chuàng)建時(shí)間:2011/09/1400:01 完成時(shí)間:2011/09/1623:40 參考文章： 1、windows啟動(dòng)以及exe文件的加載簡(jiǎn)介 2、一個(gè)microsoft的.exe程序的啟動(dòng)過程 |
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