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          HOOK專題

          HOOK專題

          目錄
          • 基本概念
          • 運行機制
          • 鉤子類型
          • 作者

          基本概念
          鉤子(Hook),是Windows消息處理機制的一個平臺,應用程序可以在上面設置子程以監(jiān)視指定窗口的某種消息,而且所監(jiān)視的窗口可以是其他進程所創(chuàng)建的。當消息到達后,在目標窗口處理函數(shù)之前處理它。鉤子機制允許應用程序截獲處理window消息或特定事件。
          鉤子實際上是一個處理消息的程序段,通過系統(tǒng)調(diào)用,把它掛入系統(tǒng)。每當特定的消息發(fā)出,在沒有到達目的窗口前,鉤子程序就先捕獲該消息,亦即鉤子函數(shù)先得到控
          制權。這時鉤子函數(shù)即可以加工處理(改變)該消息,也可以不作處理而繼續(xù)傳遞該消息,還可以強制結(jié)束消息的傳遞。

          運行機制
          1、鉤子鏈表和鉤子子程:
          每一個Hook都有一個與之相關聯(lián)的指針列表,稱之為鉤子鏈表,由系統(tǒng)來維護。這個列表的指針指向指定的,應用程序定義的,被Hook子程調(diào)用的回調(diào)函數(shù),也就是該鉤子的各個處理子程。當與指定的Hook類型關聯(lián)的消息發(fā)生時,系統(tǒng)就把這個消息傳遞到Hook子程。一些Hook子程可以只監(jiān)視消息,或者修改消息,或者停止消息的前進,避免這些消息傳遞到下一個Hook子程或者目的窗口。最近安裝的鉤子放在鏈的開始,而最早安裝的鉤子放在最后,也就是后加入的先獲得控制權。
          Windows 并不要求鉤子子程的卸載順序一定得和安裝順序相反。每當有一個鉤子被卸載,Windows 便釋放其占用的內(nèi)存,并更新整個Hook鏈表。如果程序安裝了鉤子,但是在尚未卸載鉤子之前就結(jié)束了,那么系統(tǒng)會自動為它做卸載鉤子的操作。
          鉤子子程是一個應用程序定義的回調(diào)函數(shù)(CALLBACK Function),不能定義成某個類的成員函數(shù),只能定義為普通的C函數(shù)。用以監(jiān)視系統(tǒng)或某一特定類型的事件,這些事件可以是與某一特定線程關聯(lián)的,也可以是系統(tǒng)中所有線程的事件。
          鉤子子程必須按照以下的語法:
          LRESULT CALLBACK HookProc
          (
           	int nCode, 
               	WPARAM wParam, 
               	LPARAM lParam
          );
          
          HookProc是應用程序定義的名字。
          nCode參數(shù)是Hook代碼,Hook子程使用這個參數(shù)來確定任務。這個參數(shù)的值依賴于Hook類型,每一種Hook都有自己的Hook代碼特征字符集。
          wParam和lParam參數(shù)的值依賴于Hook代碼,但是它們的典型值是包含了關于發(fā)送或者接收消息的信息。
          2、鉤子的安裝與釋放:
          使用API函數(shù)SetWindowsHookEx()把一個應用程序定義的鉤子子程安裝到鉤子鏈表中。SetWindowsHookEx函數(shù)總是在Hook鏈的開頭安裝Hook子程。當指定類型的Hook監(jiān)視的事件發(fā)生時,系統(tǒng)就調(diào)用與這個Hook關聯(lián)的Hook鏈的開頭的Hook子程。每一個Hook鏈中的Hook子程都決定是否把這個事件傳遞到下一個Hook子程。Hook子程傳遞事件到下一個Hook子程需要調(diào)用CallNextHookEx函數(shù)。
          HHOOK SetWindowsHookEx( 
               int idHook,      // 鉤子的類型,即它處理的消息類型
               HOOKPROC lpfn,   // 鉤子子程的地址指針。如果dwThreadId參數(shù)為0
          			   // 或是一個由別的進程創(chuàng)建的線程的標識,
          			   // lpfn必須指向DLL中的鉤子子程。
          			   // 除此以外,lpfn可以指向當前進程的一段鉤子子程代碼。
          			   // 鉤子函數(shù)的入口地址,當鉤子鉤到任何消息后便調(diào)用這個函數(shù)。
               HINSTANCE hMod,  // 應用程序?qū)嵗木浔俗R包含lpfn所指的子程的
          DLL。
          			   // 如果dwThreadId 標識當前進程創(chuàng)建的一個線程,
          			   // 而且子程代碼位于當前進程,hMod必須為NULL。
          			   // 可以很簡單的設定其為本應用程序的實例句柄。
               DWORD dwThreadId // 與安裝的鉤子子程相關聯(lián)的線程的標識符。
          			   // 如果為0,鉤子子程與所有的線程關聯(lián),即為全局鉤子。
                           ); 
          
            函數(shù)成功則返回鉤子子程的句柄,失敗返回NULL。
            以上所說的鉤子子程與線程相關聯(lián)是指在一鉤子鏈表中發(fā)給該線程的消息同時發(fā)送給鉤子子程,且被鉤子子程先處理。
          在鉤子子程中調(diào)用得到控制權的鉤子函數(shù)在完成對消息的處理后,如果想要該消息繼續(xù)傳遞,那么它必須調(diào)用另外一個SDK中的API函數(shù)CallNextHookEx來傳遞它,以執(zhí)行鉤子鏈表所指的下一個鉤子子程。這個函數(shù)成功時返回鉤子鏈中下一個鉤子過程的返回值,返回值的類型依賴于鉤子的類型。這個函數(shù)的原型如下:
          LRESULT CallNextHookEx
          			(
          				HHOOK hhk;
          				int nCode;
          				WPARAM wParam;
          				LPARAM lParam;
          			 );
          
          hhk為當前鉤子的句柄,由SetWindowsHookEx()函數(shù)返回。
          NCode為傳給鉤子過程的事件代碼。
          wParam和lParam 分別是傳給鉤子子程的wParam值,其具體含義與鉤子類型有關。
          鉤子函數(shù)也可以通過直接返回TRUE來丟棄該消息,并阻止該消息的傳遞。否則的話,其他安裝了鉤子的應用程序?qū)⒉粫邮盏姐^子的通知而且還有可能產(chǎn)生不正確的結(jié)果。
          鉤子在使用完之后需要用UnHookWindowsHookEx()卸載,否則會造成麻煩。釋放鉤子比較簡單,UnHookWindowsHookEx()只有一個參數(shù)。函數(shù)原型如下:
          UnHookWindowsHookEx
          (
          	HHOOK hhk;
          );
          
          函數(shù)成功返回TRUE,否則返回FALSE。
          3、一些運行機制:
          在Win16環(huán)境中,DLL的全局數(shù)據(jù)對每個載入它的進程來說都是相同的;而在Win32環(huán)境中,情況卻發(fā)生了變化,DLL函數(shù)中的代碼所創(chuàng)建的任何對象(包括變量)都歸調(diào)用它的線程或進程所有。當進程在載入DLL時,操作系統(tǒng)自動把DLL地址映射到該進程的私有空間,也就是進程的虛擬地址空間,而且也復制該DLL的全局數(shù)據(jù)的一份拷貝到該進程空間。也就是說每個進程所擁有的相同的DLL的全局數(shù)據(jù),它們的名稱相同,但其值卻并不一定是相同的,而且是互不干涉的。
          因此,在Win32環(huán)境下要想在多個進程中共享數(shù)據(jù),就必須進行必要的設置。在訪問同一個Dll的各進程之間共享存儲器是通過存儲器映射文件技術實現(xiàn)的。也可以把這些需要共享的數(shù)據(jù)分離出來,放置在一個獨立的數(shù)據(jù)段里,并把該段的屬性設置為共享。必須給這些變量賦初值,否則編譯器會把沒有賦初始值的變量放在一個叫未被初始化的數(shù)據(jù)段中。
          #pragma data_seg預處理指令用于設置共享數(shù)據(jù)段。例如:
          #pragma data_seg("SharedDataName")
          HHOOK hHook=NULL;
          #pragma data_seg()
          
          在#pragma data_seg("SharedDataName")和#pragma data_seg()之間的所有變量將被訪問該Dll的所有進程看到和共享。再加上一條指令#pragma comment(linker,"/section:.SharedDataName,rws"),那么這個數(shù)據(jù)節(jié)中的數(shù)據(jù)可以在所有DLL的實例之間共享。所有對這些數(shù)據(jù)的操作都針對同一個實例的,而不是在每個進程的地址空間中都有一份。
          當進程隱式或顯式調(diào)用一個動態(tài)庫里的函數(shù)時,系統(tǒng)都要把這個動態(tài)庫映射到這個進程的虛擬地址空間里(以下簡稱"地址空間")。這使得DLL成為進程的一部分,以這個進程的身份執(zhí)行,使用這個進程的堆棧。
          4、系統(tǒng)鉤子與線程鉤子:
          SetWindowsHookEx()函數(shù)的最后一個參數(shù)決定了此鉤子是系統(tǒng)鉤子還是線程鉤子。
          線程勾子用于監(jiān)視指定線程的事件消息。線程勾子一般在當前線程或者當前線程派生的線程內(nèi)。
          系統(tǒng)勾子監(jiān)視系統(tǒng)中的所有線程的事件消息。因為系統(tǒng)勾子會影響系統(tǒng)中所有的應用程序,所以勾子函數(shù)必須放在獨立的動態(tài)鏈接庫(DLL) 中。系統(tǒng)自動將包含"鉤子回調(diào)函數(shù)"的DLL映射到受鉤子函數(shù)影響的所有進程的地址空間中,即將這個DLL注入了那些進程。
          幾點說明:
          (1)如果對于同一事件(如鼠標消息)既安裝了線程勾子又安裝了系統(tǒng)勾子,那么系統(tǒng)會自動先調(diào)用線程勾子,然后調(diào)用系統(tǒng)勾子。
          (2)對同一事件消息可安裝多個勾子處理過程,這些勾子處理過程形成了勾子鏈。當前勾子處理結(jié)束后應把勾子信息傳遞給下一個勾子函數(shù)。
          (3)勾子特別是系統(tǒng)勾子會消耗消息處理時間,降低系統(tǒng)性能。只有在必要的時候才安裝勾子,在使用完畢后要及時卸載。

          鉤子類型
          每一種類型的Hook可以使應用程序能夠監(jiān)視不同類型的系統(tǒng)消息處理機制。下面描述所有可以利用的Hook類型。
          1、WH_CALLWNDPROC和WH_CALLWNDPROCRET Hooks
          WH_CALLWNDPROC和WH_CALLWNDPROCRET Hooks使你可以監(jiān)視發(fā)送到窗口過程的消息。系統(tǒng)在消息發(fā)送到接收窗口過程之前調(diào)用WH_CALLWNDPROC Hook子程,并且在窗口過程處理完消息之后調(diào)用WH_CALLWNDPROCRET Hook子程。
          WH_CALLWNDPROCRET Hook傳遞指針到CWPRETSTRUCT結(jié)構(gòu),再傳遞到Hook子程。
          CWPRETSTRUCT結(jié)構(gòu)包含了來自處理消息的窗口過程的返回值,同樣也包括了與這個消息關聯(lián)的消息參數(shù)。
          2、WH_CBT Hook
          在以下事件之前,系統(tǒng)都會調(diào)用WH_CBT Hook子程,這些事件包括:
          1. 激活,建立,銷毀,最小化,最大化,移動,改變尺寸等窗口事件;
          2. 完成系統(tǒng)指令;
          3. 來自系統(tǒng)消息隊列中的移動鼠標,鍵盤事件;
          4. 設置輸入焦點事件;
          5. 同步系統(tǒng)消息隊列事件。
          Hook子程的返回值確定系統(tǒng)是否允許或者防止這些操作中的一個。
          3、WH_DEBUG Hook
          在系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)中與其他Hook關聯(lián)的Hook子程之前,系統(tǒng)會調(diào)用WH_DEBUG Hook子程。你可以使用這個Hook來決定是否允許系統(tǒng)調(diào)用與其他Hook關聯(lián)的Hook子程。
          4、WH_FOREGROUNDIDLE Hook
          當應用程序的前臺線程處于空閑狀態(tài)時,可以使用WH_FOREGROUNDIDLE Hook執(zhí)行低優(yōu)先級的任務。當應用程序的前臺線程大概要變成空閑狀態(tài)時,系統(tǒng)就會調(diào)用WH_FOREGROUNDIDLE Hook子程。
          5、WH_GETMESSAGE Hook
          應用程序使用WH_GETMESSAGE Hook來監(jiān)視從GetMessage or PeekMessage函數(shù)返回的消息。你可以使用WH_GETMESSAGE Hook去監(jiān)視鼠標和鍵盤輸入,以及其他發(fā)送到消息隊列中的消息。
          6、WH_JOURNALPLAYBACK Hook
          WH_JOURNALPLAYBACK Hook使應用程序可以插入消息到系統(tǒng)消息隊列。可以使用這個Hook回放通過使用WH_JOURNALRECORD Hook記錄下來的連續(xù)的鼠標和鍵盤事件。只要WH_JOURNALPLAYBACK Hook已經(jīng)安裝,正常的鼠標和鍵盤事件就是無效的。
          WH_JOURNALPLAYBACK Hook是全局Hook,它不能象線程特定Hook一樣使用。
          WH_JOURNALPLAYBACK Hook返回超時值,這個值告訴系統(tǒng)在處理來自回放Hook當前消息之前需要等待多長時間(毫秒)。這就使Hook可以控制實時事件的回放。
          WH_JOURNALPLAYBACK是system-wide local hooks,它們不會被注射到任何行程位址空間。
          7、WH_JOURNALRECORD Hook
          WH_JOURNALRECORD Hook用來監(jiān)視和記錄輸入事件。典型的,可以使用這個Hook記錄連續(xù)的鼠標和鍵盤事件,然后通過使用WH_JOURNALPLAYBACK Hook來回放。
          WH_JOURNALRECORD Hook是全局Hook,它不能象線程特定Hook一樣使用。
          WH_JOURNALRECORD是system-wide local hooks,它們不會被注射到任何行程位址空間。
          8、WH_KEYBOARD Hook
          在應用程序中,WH_KEYBOARD Hook用來監(jiān)視WM_KEYDOWN and WM_KEYUP消息,這些消息通過GetMessage or PeekMessage function返回。可以使用這個Hook來監(jiān)視輸入到消息隊列中的鍵盤消息。
          9、WH_KEYBOARD_LL Hook
          WH_KEYBOARD_LL Hook監(jiān)視輸入到線程消息隊列中的鍵盤消息。
          10、WH_MOUSE Hook
          WH_MOUSE Hook監(jiān)視從GetMessage 或者 PeekMessage 函數(shù)返回的鼠標消息。使用這個Hook監(jiān)視輸入到消息隊列中的鼠標消息。
          11、WH_MOUSE_LL Hook
          WH_MOUSE_LL Hook監(jiān)視輸入到線程消息隊列中的鼠標消息。
          12、WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks
          WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks使我們可以監(jiān)視菜單,滾動條,消息框,對話框消息并且發(fā)現(xiàn)用戶使用ALT+TAB or ALT+ESC 組合鍵切換窗口。WH_MSGFILTER Hook只能監(jiān)視傳遞到菜單,滾動條,消息框的消息,以及傳遞到通過安裝了Hook子程的應用程序建立的對話框的消息。WH_SYSMSGFILTER Hook監(jiān)視所有應用程序消息。
          WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks使我們可以在模式循環(huán)期間過濾消息,這等價于在主消息循環(huán)中過濾消息。
          通過調(diào)用CallMsgFilter function可以直接的調(diào)用WH_MSGFILTER Hook。通過使用這個函數(shù),應用程序能夠在模式循環(huán)期間使用相同的代碼去過濾消息,如同在主消息循環(huán)里一樣。
          13、WH_SHELL Hook
          外殼應用程序可以使用WH_SHELL Hook去接收重要的通知。當外殼應用程序是激活的并且當頂層窗口建立或者銷毀時,系統(tǒng)調(diào)用WH_SHELL Hook子程。
          WH_SHELL 共有5鐘情況:
          1. 只要有個top-level、unowned 窗口被產(chǎn)生、起作用、或是被摧毀;
          2. 當Taskbar需要重畫某個按鈕;
          3. 當系統(tǒng)需要顯示關于Taskbar的一個程序的最小化形式;
          4. 當目前的鍵盤布局狀態(tài)改變;
          5. 當使用者按Ctrl+Esc去執(zhí)行Task Manager(或相同級別的程序)。
          按照慣例,外殼應用程序都不接收WH_SHELL消息。所以,在應用程序能夠接收WH_SHELL消息之前,應用程序必須調(diào)用SystemParametersInfo function注冊它自己。

          posted on 2007-10-24 13:31 死神 閱讀(375) 評論(0)  編輯  收藏 所屬分類: Windows編程

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