windows核心編程

本書是講解Windows 操作系統(tǒng)內部機制的專著，作者從基本概念入手，全面系統(tǒng)地介紹了Windows的各種基本構件，如進程、線程、DLL和內存管理等，并列舉了大量應用程序，精辟地分析了構件的使用方法，為掌握Windows 編程技巧提供了一條有效的捷徑。對于不同水平的Windows 編程人員來說，本書都具有極好的參考價值。
在開始介紹Microsoft Windows 的特性之前，必須首先了解Windows的各個函數(shù)是如何進行錯誤處理的。
當調用一個Windows函數(shù)時，它首先要檢驗傳遞給它的的各個參數(shù)的有效性，然后再設法執(zhí)行任務。如果傳遞了一個無效參數(shù)，或者由于某種原因無法執(zhí)行這項操作，那么操作系統(tǒng)就會返回一個值，指明該函數(shù)在某種程度上運行失敗了。

目 錄

第一部分 程序員必讀
第1章 對程序錯誤的處理 1
1.1 定義自己的錯誤代碼 4
1.2 ErrorShow示例應用程序 5
第2章 Unicode 11
2.1 字符集 11
2.1.1 單字節(jié)與雙字節(jié)字符集 11
2.1.2 Unicode：寬字節(jié)字符集 12
2.2 為什么使用Unicode 13
2.3 Windows 2000與Unicode 13
2.4 Windows 98與Unicode 13
2.5 Windows CE與Unicode 14
2.6 需要注意的問題 14
2.7 對COM的簡單說明 14
2.8 如何編寫Unicode源代碼 15
2.8.1 C運行期庫對Unicode的支持 15
2.8.2 Windows定義的Unicode數(shù)據(jù)類型 17
2.8.3 Windows中的Unicode函數(shù)和ANSI
函數(shù) 17
2.8.4 Windows字符串函數(shù) 19
2.9 成為符合ANSI和Unicode的應用程序 19
2.9.1 Windows字符串函數(shù) 19
2.9.2 資源 22
2.9.3 確定文本是ANSI文本還是Unicode
文本 22
2.9.4 在Unicode與ANSI之間轉換字符串 23
第3章 內核對象 27
3.1 什么是內核對象 27
3.1.1 內核對象的使用計數(shù) 27
3.1.2 安全性 28
3.2 進程的內核對象句柄表 30
3.2.1 創(chuàng)建內核對象 30
3.2.2 關閉內核對象 32
3.3 跨越進程邊界共享內核對象 32
3.3.1 對象句柄的繼承性 32
3.3.2 改變句柄的標志 35
3.3.3 命名對象 36
3.3.4 終端服務器的名字空間 39
3.3.5 復制對象句柄 39
第二部分 編程的具體方法
第4章 進程 45
4.1 編寫第一個Windows應用程序 46
4.1.1 進程的實例句柄 49
4.1.2 進程的前一個實例句柄 50
4.1.3 進程的命令行 50
4.1.4 進程的環(huán)境變量 51
4.1.5 進程的親緣性 54
4.1.6 進程的錯誤模式 54
4.1.7 進程的當前驅動器和目錄 54
4.1.8 進程的當前目錄 55
4.1.9 系統(tǒng)版本 56
4.2 CreateProcess函數(shù) 58
4.2.1 pszApplicationName和
pszCommandLine 59
4.2.2 psa Process、psa Thread和
binherit Handles 60
4.2.3 fdwCreate 62
4.2.4 pvEnvironment 64
4.2.5 pszCurDir 64
4.2.6 psiStartInfo 64
4.2.7 ppiProcInfo 67
4.3 終止進程的運行 69
4.3.1 主線程的進入點函數(shù)返回 69
4.3.2 ExitProcess函數(shù) 69
4.3.3 TerminateProcess函數(shù) 70
4.3.4 進程終止運行時出現(xiàn)的情況 71
4.4 子進程 72
4.5 枚舉系統(tǒng)中運行的進程 73
第5章 作業(yè) 91
5.1 對作業(yè)進程的限制 93
5.2 將進程放入作業(yè) 99
5.3 終止作業(yè)中所有進程的運行 99
5.4 查詢作業(yè)統(tǒng)計信息 100
5.5 作業(yè)通知信息 103
5.6 JobLab示例應用程序 104
第6章 線程的基礎知識 121
6.1 何時創(chuàng)建線程 121
6.2 何時不能創(chuàng)建線程 122
6.3 編寫第一個線程函數(shù) 123
6.4 CreateThread函數(shù) 124
6.4.1 psa 124
6.4.2 cbStack 124
6.4.3 pfnStartAddr和pvParam 125
6.4.4 fdwCreate 126
6.4.5 pdwThreadID 126
6.5 終止線程的運行 127
6.5.1 線程函數(shù)返回 127
6.5.2 ExitThread函數(shù) 127
6.5.3 TerminateThread函數(shù) 127
6.5.4 在進程終止運行時撤消線程 128
6.5.5 線程終止運行時發(fā)生的操作 128
6.6 線程的一些性質 129
6.7 C/C++運行期庫的考慮 131
6.7.1 Oops—錯誤地調用了Create Thread 138
6.7.2 不應該調用的C/C++運行期庫函數(shù) 138
6.8 對自己的ID概念應該有所了解 139
第7章 線程的調度、優(yōu)先級和親緣性 142
7.1 暫停和恢復線程的運行 143
7.2 暫停和恢復進程的運行 144
7.3 睡眠方式 145
7.4 轉換到另一個線程 145
7.5 線程的運行時間 146
7.6 運用環(huán)境結構 148
7.7 線程的優(yōu)先級 152
7.8 對優(yōu)先級的抽象說明 153
7.9 程序的優(yōu)先級 156
7.9.1 動態(tài)提高線程的優(yōu)先級等級 158
7.9.2 為前臺進程調整調度程序 159
7.9.3 Scheduling Lab示例應用程序 160
7.10 親緣性 167
第8章 用戶方式中線程的同步 172
8.1 原子訪問：互鎖的函數(shù)家族 172
8.2 高速緩存行 177
8.3 高級線程同步 178
8.4 關鍵代碼段 180
8.4.1 關鍵代碼段準確的描述 182
8.4.2 關鍵代碼段與循環(huán)鎖 185
8.4.3 關鍵代碼段與錯誤處理 185
8.4.4 非常有用的提示和技巧 186
第9章 線程與內核對象的同步 190
9.1 等待函數(shù) 191
9.2 成功等待的副作用 194
9.3 事件內核對象 195
9.4 等待定時器內核對象 204
9.4.1 讓等待定時器給APC項排隊 207
9.4.2 定時器的松散特性 209
9.5 信標內核對象 210
9.6 互斥對象內核對象 211
9.6.1 釋放問題 213
9.6.2 互斥對象與關鍵代碼段的比較 214
9.6.3 Queue示例應用程序 214
9.7 線程同步對象速查表 223
9.8 其他的線程同步函數(shù) 224
9.8.1 異步設備I/O 224
9.8.2 WaitForInputIdle 224
9.8.3 MsgWaitForMultipleObjects (Ex) 225
9.8.4 WaitForDebugEvent 225
9.8.5 SingleObjectAndWait 226
第10章 線程同步工具包 228
10.1 實現(xiàn)關鍵代碼段：Optex 228
10.2 創(chuàng)建線程安全的數(shù)據(jù)類型和反信標 239
10.3 單個寫入程序/多個閱讀程序的保護 251
10.4 實現(xiàn)一個WaitForMultipleExpressions
函數(shù) 259
第11章 線程池的使用 274
11.1 方案1：異步調用函數(shù) 275
11.2 方案2：按規(guī)定的時間間隔調用函數(shù) 277
11.3 方案3：當單個內核對象變?yōu)橐淹ㄖ獱顟B(tài)
時調用函數(shù) 283
11.4 方案4：當異步I/O請求完成運行時調用
函數(shù) 285
第12章 纖程 287
12.1 纖程的操作 287
12.2 Counter示例應用程序 289
第三部分 內 存 管 理
第13章 Windows的內存結構 299
13.1 進程的虛擬地址空間 299
13.2 虛擬地址空間如何分區(qū) 300
13.2.1 NuLL 指針分配的分區(qū)—適用于
Windows 2000和Windows 98 300
13.2.2 MS-DOS/16位Windows 應用程序兼容
分區(qū)—僅適用于Windows 98 301
13.2.3 用戶方式分區(qū)—適用于Windows 2000
和Windows 98 301
13.2.4 64 KB禁止進入的分區(qū)—僅適用
于Windows 2000 302
13.2.5 共享的MMF分區(qū)—僅適用于
Windows 98 303
13.2.6 內核方式分區(qū)—適用于Windows
2000和Windows 98 303
13.3 地址空間中的區(qū)域 303
13.4 提交地址空間區(qū)域中的物理存儲器 304
13.5 物理存儲器與頁文件 304
13.6 保護屬性 307
13.6.1 Copy-On-Write 訪問 308
13.6.2 特殊的訪問保護屬性的標志 309
13.7 綜合使用所有的元素 309
13.7.1 區(qū)域的內部情況 312
13.7.2 與Windows 98地址空間的差別 315
13.8 數(shù)據(jù)對齊的重要性 319
第14章 虛擬內存 323
14.1 系統(tǒng)信息 323
14.2 虛擬內存的狀態(tài) 330
14.3 確定地址空間的狀態(tài) 336
14.3.1 VMQuery函數(shù) 337
14.3.2 虛擬內存表示例應用程序 343
第15章 在應用程序中使用虛擬內存 354
15.1 在地址空間中保留一個區(qū)域 354
15.2 在保留區(qū)域中的提交存儲器 355
15.3 同時進行區(qū)域的保留和內存的提交 356
15.4 何時提交物理存儲器 357
15.5 回收虛擬內存和釋放地址空間區(qū)域 358
15.5.1 何時回收物理存儲器 359
15.5.2 虛擬內存分配的示例應用程序 360
15.6 改變保護屬性 368
15.7 清除物理存儲器的內容 369
15.8 地址窗口擴展—適用于
Windows 2000 372
第16章 線程的堆棧 385
16.1 Windows 98下的線程堆棧 387
16.2 C/C++運行期庫的堆棧檢查函數(shù) 389
16.3 Summation示例應用程序 390
第17章 內存映射文件 397
17.1 內存映射的可執(zhí)行文件和DLL
文件 397
17.1.1 可執(zhí)行文件或DLL的多個實例
不能共享靜態(tài)數(shù)據(jù) 398
17.1.2 在可執(zhí)行文件或DLL的多個實
例之間共享靜態(tài)數(shù)據(jù) 400
17.1.3 AppInst示例應用程序 404
17.2 內存映射數(shù)據(jù)文件 409
17.2.1 方法 1：一個文件，一個緩存 409
17.2.2 方法 2：兩個文件，一個緩存 409
17.2.3 方法 3：一個文件，兩個緩存 410
17.2.4 方法 4：一個文件，零緩存 410
17.3 使用內存映射文件 410
17.3.1 步驟 1：創(chuàng)建或打開文件內核
對象 411
17.3.2 步驟 2：創(chuàng)建一個文件映射內核
對象 412
17.3.3 步驟 3：將文件數(shù)據(jù)映射到進程
的地址空間 414
17.3.4 步驟4：從進程的地址空間中撤消
文件數(shù)據(jù)的映像 416
17.3.5 步驟 5和步驟 6：關閉文件映射對象
和文件對象 417
17.3.6 文件倒序示例應用程序 418
17.4 使用內存映射文件來處理大文件 426
17.5 內存映射文件與數(shù)據(jù)視圖的相關性 427
17.6 設定內存映射文件的基地址 428
17.7 實現(xiàn)內存映射文件的具體方法 429
17.8 使用內存映射文件在進程之間共享
數(shù)據(jù) 431
17.9 頁文件支持的內存映射文件 431
17.10 稀疏提交的內存映射文件 438
第18章 堆棧 451
18.1 進程的默認堆棧 451
18.2 為什么要創(chuàng)建輔助堆棧 452
18.2.1 保護組件 452
18.2.2 更有效的內存管理 453
18.2.3 進行本地訪問 453
18.2.4 減少線程同步的開銷 453
18.2.5 迅速釋放堆棧 453
18.3 如何創(chuàng)建輔助堆棧 454
18.3.1 從堆棧中分配內存塊 455
18.3.2 改變內存塊的大小 456
18.3.3 了解內存塊的大小 456
18.3.4 釋放內存塊 457
18.3.5 撤消堆棧 457
18.3.6 用C++程序來使用堆棧 457
18.4 其他堆棧函數(shù) 460
第四部分 動態(tài)鏈接庫
第19章 DLL基礎 463
19.1 DLL與進程的地址空間 464
19.2 DLL的總體運行情況 465
19.3 創(chuàng)建DLL模塊 467
19.3.1 輸出的真正含義是什么 469
19.3.2 創(chuàng)建用于非Visual C++工具
的DLL 471
19.4 創(chuàng)建可執(zhí)行模塊 472
19.5 運行可執(zhí)行模塊 474
第20章 DLL的高級操作技術 477
20.1 DLL模塊的顯式加載和
符號鏈接 477
20.1.1 顯式加載DLL模塊 478
20.1.2 顯式卸載DLL模塊 479
20.1.3 顯式鏈接到一個輸出符號 480
20.2 DLL的進入點函數(shù) 481
20.2.1 DLL_PROCESS_ATTACH通知 482
20.2.2 DLL_PROCESS_DETACH通知 483
20.2.3 DLL_THREAD_ATTACH通知 485
20.2.4 DLL_THREAD_DETACH通知 485
20.2.5 順序調用DllMain 486
20.2.6 DllMain與C/C++運行期庫 488
20.3 延遲加載DLL 489
20.4 函數(shù)轉發(fā)器 499
20.5 已知的DLL 499
20.6 DLL轉移 500
20.7 改變模塊的位置 501
20.8 綁定模塊 506
第21章 線程本地存儲器 509
21.1 動態(tài)TLS 509
21.2 靜態(tài)TLS 513
第22章 插入DLL和掛接API 515
22.1 插入DLL：一個例子 515
22.2 使用注冊表來插入DLL 517
22.3 使用Windows掛鉤來插入DLL 518
22.4 使用遠程線程來插入DLL 531
22.4.1 Inject Library 示例應用程序 534
22.4.2 Image Walk DLL 541
22.5 使用特洛伊DLL來插入DLL 544
22.6 將DLL作為調試程序來插入 544
22.7 用Windows 98上的內存映射文件
插入代碼 544
22.8 用CreateProcess插入代碼 544
22.9 掛接API的一個示例 545
22.9.1 通過改寫代碼來掛接API 546
22.9.2 通過操作模塊的輸入節(jié)來掛接API 546
22.9.3 LastMsgBoxInfo示例應用程序 549
第五部分 結構化異常處理
第23章 結束處理程序 565
23.1 通過例子理解結束處理程序 566
23.2 Funcenstein1 566
23.3 Funcenstein2 566
23.4 Funcenstein3 568
23.5 Funcfurter1 568
23.6 突擊測驗：FuncaDoodleDoo 569
23.7 Funcenstein4 570
23.8 Funcarama1 571
23.9 Funcarama2 572
23.10 Funcarama3 572
23.11 Funcarama4：最終的邊界 573
23.12 關于finally塊的說明 574
23.13 Funcfurter2 575
23.14 SEH結束處理示例程序 576
第24章 異常處理程序和軟件異常 578
24.1 通過例子理解異常過濾器和異常處理
程序 578
24.1.1 Funcmeister1 578
24.1.2 Funcmeister2 579
24.2 EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER 580
24.2.1 一些有用的例子 581
24.2.2 全局展開 583
24.2.3 暫停全局展開 585
24.3 EXCEPTION_CONTINUE_
EXECUTION 586
24.4 EXCEPTION_CONTINUE_
SEARCH 588
24.5 Get Exception Code 589
24.6 Get Exception Information 592
24.7 軟件異常 595
第25章 未處理異常和C++異常 598
25.1 即時調試 600
25.2 關閉異常消息框 601
25.2.1 強制進程終止運行 601
25.2.2 包裝一個線程函數(shù) 601
25.2.3 包裝所有的線程函數(shù) 601
25.2.4 自動調用調試程序 602
25.3 程序員自己調用UnhandledException
Filter 602
25.4 UnhandledExceptionFilter函數(shù)的一些
細節(jié) 603
25.5 異常與調試程序 604
25.6 C++異常與結構性異常的對比 618
第六部分 窗 口
第26章 窗口消息 623
26.1 線程的消息隊列 623
26.2 將消息發(fā)送到線程的消息隊列中 625
26.3 向窗口發(fā)送消息 626
26.4 喚醒一個線程 630
26.4.1 隊列狀態(tài)標志 630
26.4.2 從線程的隊列中提取消息的
算法 631
26.4.3 利用內核對象或隊列狀態(tài)標
志喚醒線程 634
26.5 通過消息發(fā)送數(shù)據(jù) 636
26.6 Windows如何處理ANSI／Unicode
字符和字符串 642
第27章 硬件輸入模型和局部輸入狀態(tài) 645
27.1 原始輸入線程 645
27.2 局部輸入狀態(tài) 646
27.2.1 鍵盤輸入與焦點 647
27.2.2 鼠標光標管理 649
27.3 將虛擬輸入隊列同局部輸入狀態(tài)掛接
在一起 651
27.3.1 LISLab 示例程序 652
27.3.2 LISWatch 示例程序 666
第七部分 附 錄
附錄A 建立環(huán)境 675
附錄B 消息分流器、子控件宏和API宏 686