WINDOWS
СОЗДАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ
WIN32-ПРИЛОЖЕНИЙ
Джеффри Рихтер
ЧАCTЬ I МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОБЯЗАТЕЛЬНОГО ЧТЕНИЯ...................................................	8
ГЛАВА 1. Обработка ошибок ..................................................................................................	8
Вы тоже можете это сделать...............................................................................................	12
Программа-пример ErrorShow............................................................................................	13
ГЛАВА 2 Unicode ....................................................................................................................	14
Наборы символов.................................................................................................................	14
Одно- и двухбайтовые наборы символов......................................................................	14
Unicode: набор широких символов ................................................................................	15
Почему Unicode?..................................................................................................................	16
Windows 2000 и Unicode .....................................................................................................	16
Windows 98 и Unicode .........................................................................................................	17
Windows CE и Unicode ........................................................................................................	18
В чью пользу счет? ..............................................................................................................	18
Unicode и СОМ ....................................................................................................................	18
Как писать программу с использованием Unicode...........................................................	19
Unicode и библиотека С ..................................................................................................	19
Типы данных, определенные в Windows для Unicode .................................................	21
Unicode- и ANSI-функции в Windows ...........................................................................	21
Строковые функции Windows ........................................................................................	23
Создание программ, способных использовать и ANSI, и Unicode .................................	23
Ресурсы .............................................................................................................................	26
Текстовые файлы .............................................................................................................	27
Перекодировка строк из Unicode в ANSI и обратно ....................................................	28
ГЛАВА 3 Объекты ядра ..........................................................................................................	31
Что такое объект ядра .........................................................................................................	31
Учет пользователей объектов ядра ................................................................................	32
Защита...............................................................................................................................	33
Таблица описателей объектов ядра ...................................................................................	35
Создание объекта ядра ....................................................................................................	35
Закрытие объекта ядра ....................................................................................................	37
Совместное использование объектов ядра несколькими процессами ...........................	38
Наследование описателя объекта...................................................................................	38
Изменение флагов описателя .........................................................................................	41
Именованные объекты ....................................................................................................	42
Дублирование описателей объектов..............................................................................	46
ЧАСТЬ II НАЧИНАЕМ РАБОТАТЬ .........................................................................................	50
ГЛАВА 4 Процессы.................................................................................................................	51
Ваше первое Windows-приложение...................................................................................	52
Описатель экземпляра процесса ....................................................................................	55
Описатель предыдущего экземпляра процесса ............................................................	57
Командная строка процесса............................................................................................	57
Переменные окружения ..................................................................................................	58

Привязка к процессорам .................................................................................................	61
Режим обработки ошибок ...............................................................................................	61
Текущие диск и каталог для процесса ...........................................................................	62
Текущие каталоги для процесса.....................................................................................	62
Определение версии системы.........................................................................................	63
Функция CreateProcess ........................................................................................................	67
Параметры pszApplicationName и pszCommandLine....................................................	67
Параметры psaProcess, psaThread и blnheritHandles .....................................................	69
Параметр fdwCreate .........................................................................................................	70
Параметр pvEnvironment.................................................................................................	72
Параметр pszCurDir .........................................................................................................	72
Параметр psiStartlnfo .......................................................................................................	72
Параметр ppiProclnfo.......................................................................................................	76
Завершение процесса ..........................................................................................................	78
Возврат управления входной функцией первичного потока ......................................	78
Функция ExitProcess ........................................................................................................	78
Функция TerminateProcess ..............................................................................................	80
Когда все потоки процесса уходят.................................................................................	80
Что происходит при завершении процесса ...................................................................	81
Дочерние процессы .............................................................................................................	81
Запуск обособленных дочерних процессов ..................................................................	83
Перечисление процессов, выполняемых в системе .........................................................	84
Программа-пример Processlnfo ......................................................................................	84
ГЛАВА 5 Задания ....................................................................................................................	87
Определение ограничений, налагаемых на процессы в задании ....................................	90
Включение процесса в задание ..........................................................................................	96
Завершение всех процессов в задании ..............................................................................	97
Получение статистической информации о задании.........................................................	97
Уведомления заданий........................................................................................................	101
Программа-пример JobLab ...............................................................................................	103
ГЛАВА 6 Базовые сведения о потоках................................................................................	104
В каких случаях потоки создаются..................................................................................	105
И в каких случаях потоки не создаются..........................................................................	107
Ваша первая функция потока ...........................................................................................	108
Функция CreateThread .......................................................................................................	108
Параметр psa ..................................................................................................................	109
Параметр cbStack ...........................................................................................................	109
Параметры pfnStartAddr и pvParam..............................................................................	110
Параметр fdwCreate .......................................................................................................	111
Параметр pdwThreadlD .................................................................................................	111
Завершение потока ............................................................................................................	112
Возврат управления функцией потока ........................................................................	112
Функция ExitThread.......................................................................................................	112
Функция TerminateThread .............................................................................................	113
Если завершается процесс ............................................................................................	113
Что происходит при завершении потока.....................................................................	114
Кое-что о внутреннем устройстве потока .......................................................................	114
Некоторые соображения по библиотеке С/С++ .............................................................	117
Ой, вместо _beginthreadex я по ошибке вызвал CreateThread ...................................	126
Библиотечные функции, которые лучше не вызывать ..............................................	126
Как узнать о себе ...............................................................................................................	127
Преобразование псевдоописателя в настоящий описатель .......................................	128

ГЛАВА 7 Планирование потоков, приоритет и привязка к процессорам .......................	130
Приостановка и возобновление потоков.........................................................................	131
Приостановка и возобновление процессов .....................................................................	132
Функция Sleep ....................................................................................................................	134
Переключение потоков .....................................................................................................	134
Определение периодов выполнения потока ...................................................................	135
Структура CONTEXT........................................................................................................	138
Приоритеты потоков .........................................................................................................	142
Абстрагирование приоритетов.........................................................................................	143
Программирование приоритетов .....................................................................................	147
Динамическое изменение уровня приоритета потока ...............................................	149
Подстройка планировщика для активного процесса .................................................	151
Программа-пример Scheduling Lab ..............................................................................	152
Привязка потоков к процессорам.................................................................................	153
ГЛАВА 8 Синхронизация потоков в пользовательском режиме......................................	158
Атомарный доступ: семейство Inferlockect-функций ....................................................	158
Кэш-линии..........................................................................................................................	164
Более сложные методы синхронизации потоков............................................................	165
Худшее, что можно сделать .........................................................................................	166
Критические секции ..........................................................................................................	168
Критические секции: важное дополнение...................................................................	171
Критические секции и спин-блокировка.....................................................................	174
Критические секции и обработка ошибок ..................................................................	175
Несколько полезных приемов ......................................................................................	175
ГЛАВА 9 Синхронизация потоков с использованием объектов ядра..............................	179
Wait-функции .....................................................................................................................	181
Побочные эффекты успешного ожидания ......................................................................	184
События ..............................................................................................................................	185
Программа-пример Handshake .....................................................................................	189
Ожидаемые таймеры .........................................................................................................	191
Ожидаемые таймеры и АРС-очередь ..............................................................................	194
И еще кое-что о таймерах .............................................................................................	196
Семафоры ...........................................................................................................................	197
Мьютексы...........................................................................................................................	199
Отказ от объекта-мьютекса ..........................................................................................	201
Мьютексы и критические секции ....................................................................................	201
Программа-пример Queue.............................................................................................	202
Сводная таблица объектов, используемых для синхронизации потоков.....................	205
Другие функции, применяемые в синхронизации потоков...........................................	206
Асинхронный ввод-вывод на устройствах..................................................................	206
Функция WaitForlnputldle .............................................................................................	206
Функция MsgWaitForMultipleObjects(Ex) ...................................................................	207
Функция WaitForDebugEvent .......................................................................................	207
Функция SignalObjectAndWait .....................................................................................	208
ГЛАВА 10 Полезные средства для синхронизации потоков ............................................	209
Реализация критической секции: объект-оптекс............................................................	210
Программа-пример Optex .............................................................................................	212
Создание инверсных семафоров и типов данных, безопасных в многопоточной среде
.............................................................................................................................................	213
Программа-пример lnterlockedType .............................................................................	218
Синхронизация в сценарии "один писатель/группа читателей" ...................................	218
Программа-пример SWMRG ........................................................................................	220

Реализация функции WaitForMultipleExpressions ..........................................................	221
Программа-пример WaitForMultExp............................................................................	223
ГЛАВА 11 Пулы потоков .....................................................................................................	227
Сценарий 1: асинхронный вызов функций .....................................................................	228
Сценарий 2: вызов функций через определенные интервалы времени .......................	231
Программа-пример TimedMsgBox ...............................................................................	234
Сценарий 3: вызов функций при освобождении отдельных объектов ядра ................	235
Сценарий 4; вызов функций по завершении запросов на асинхронный ввод-вывод .237
ГЛАВА 12 Волокна ...............................................................................................................	239
Работа с волокнами ...........................................................................................................	239
Программа-пример Counter ..........................................................................................	242
ЧАСТЬ III УПРАВЛЕНИЕ ПАМЯТЬЮ..................................................................................	244
ГЛАВА 13 Архитектура памяти в Windows .......................................................................	244
Виртуальное адресное пространство процесса ..............................................................	245
Как адресное пространство разбивается на разделы .....................................................	245
Раздел для выявления нулевых указателей (Windows 2000 и Windows 98) ............	246
Раздел для совместимости с программами DOS и 16-разрядной Windows (только
Windows 98) ...................................................................................................................	247
Раздел для кода и данных пользовательского режима (Windows 2000 и Windows 98)
.........................................................................................................................................	247
Закрытый раздел размером 64 Кб (только Windows 2000)........................................	249
Раздел для общих MMF (только Windows 98)............................................................	249
Раздел для кода и данных режима ядра (Windows 2000 и Windows 98) ..................	249
Регионы в адресном пространстве ...................................................................................	250
Передача региону физической памяти ............................................................................	251
Физическая память и страничный файл ..........................................................................	251
Физическая память в страничном файле не хранится ...............................................	254
Атрибуты защиты ..............................................................................................................	255
Защита типа «копирование при записи» .....................................................................	256
Специальные флаги атрибутов защиты.......................................................................	257
Подводя итоги....................................................................................................................	257
Блоки внутри регионов .................................................................................................	260
Особенности адресного пространства в Windows 98.................................................	265
Выравнивание данных ......................................................................................................	269
ГЛАВА 14 Исследование виртуальной памяти ..................................................................	273
Системная информация ....................................................................................................	273
Программа-пример Syslnfo ...........................................................................................	275
Статус виртуальной памяти..............................................................................................	275
Программа-пример VMStat ..........................................................................................	277
Определение состояния адресного пространства...........................................................	278
Функция VMQuery ........................................................................................................	279
Программа-пример VMMap .........................................................................................	281
ГЛАВА 15 Использование виртуальной памяти в приложениях .....................................	284
Резервирование региона в адресном пространстве ........................................................	284
Передача памяти зарезервированному региону .............................................................	286
Резервирование региона с одновременной передачей физической памяти.................	287
В какой момент региону передают физическую память ...............................................	287
Возврат физической памяти и освобождение региона ..................................................	289
В какой момент физическую память возвращают системе .......................................	290
Программа-пример VMAIloc........................................................................................	291
Изменение атрибутов защиты ..........................................................................................	293
Сброс содержимого физической памяти.........................................................................	294

Программа-пример MemReset......................................................................................	296
Механизм Address Windowing Extensions (только Windows 2000)...............................	297
Программа-пример AWE ..............................................................................................	301
ГЛАВА 16 Стек потока .........................................................................................................	302
Стек потока в Windows 98 ................................................................................................	305
Функция из библиотеки С/С++ для контроля стека.......................................................	307
Программа-пример Summation.........................................................................................	309
ГЛАВА 17 Проецируемые в память файлы ........................................................................	311
Проецирование в память EXE- и DLL-файлов ...............................................................	311
Статические данные не разделяются несколькими экземплярами EXE или DLL ..313
Статические данные разделяются несколькими экземплярами EXE или DLL.......	315
Программа-пример Applnst ..........................................................................................	319
Файлы данных, проецируемые в память .........................................................................	321
Метод 1: один файл, один буфер .................................................................................	321
Метод 2: два файла, один буфер ..................................................................................	321
Метод 3: один файл, два буфера ..................................................................................	322
Метод 4: один файл и никаких буферов......................................................................	322
Использование проецируемых в память файлов ............................................................	322
Этап1: создание или открытие объекта ядра «файл».................................................	323
Этап 2: создание объекта ядра «проекция файла» .....................................................	324
Этап 3: проецирование файловых данных на адресное пространство процесса ....	327
Этап 4: отключение файла данных от адресного пространства процесса ...............	329
Этапы 5 и 6: закрытие объектов «проекция файла» и «файл» ..................................	331
Программа-пример FileRev ..........................................................................................	331
Обработка больших файлов .............................................................................................	334
Проецируемые файлы и когерентность...........................................................................	336
Базовый адрес файла, проецируемого в память .............................................................	337
Особенности проецирования файлов на разных платформах.......................................	338
Совместный доступ процессов к данным через механизм проецирования.................	341
Файлы, проецируемые на физическую память из страничного файла ........................	342
Программа-пример MMFShare.....................................................................................	343
Частичная передача физической памяти проецируемым файлам ................................	344
Программа-пример MMFSparse ...................................................................................	345
ГЛАВА 18 Динамически распределяемая память..............................................................	349
Стандартная куча процесса ..............................................................................................	349
Дополнительные кучи в процессе....................................................................................	350
Защита компонентов .....................................................................................................	350
Более эффективное управление памятью ...................................................................	351
Локальный доступ .........................................................................................................	352
Исключение издержек, связанных с синхронизацией потоков.................................	352
Быстрое освобождение всей памяти в куче ................................................................	353
Создание дополнительной кучи ...................................................................................	353
Выделение блока памяти из кучи ................................................................................	354
Изменение размера блока .............................................................................................	355
Определение размера блока..........................................................................................	356
Освобождение блока .....................................................................................................	356
Уничтожение кучи.........................................................................................................	357
Использование куч в программах на С++ ...................................................................	357
Другие функции управления кучами...............................................................................	361
ЧАСТЬ IV ДИНАМИЧЕСКИ ПОДКЛЮЧАЕМЫЕ БИБЛИОТЕКИ ...................................	363
ГЛАВА 19 DLL: основы .......................................................................................................	363
DLL и адресное пространство процесса..........................................................................	364

Общая картина ...................................................................................................................	366
Создание DLL-модуля.......................................................................................................	369
Что такое экспорт ..........................................................................................................	370
Создание DLL для использования с другими средствами разработки (отличными от
Visual C++) .....................................................................................................................	372
Создание ЕХЕ-модуля.......................................................................................................	373
Что такое импорт ...........................................................................................................	374
Выполнение ЕХЕ-модуля .................................................................................................	376
ГЛАВА 20 DLL: более сложные методы программирования...........................................	377
Явная загрузка DLL и связывание идентификаторов ....................................................	378
Явная загрузка DLL.......................................................................................................	378
Явная выгрузка DLL......................................................................................................	380
Явное подключение экспортируемого идентификатора ...........................................	382
Функция входа/выхода......................................................................................................	383
Уведомление DLL_PROCESS_ATTACH ....................................................................	385
Уведомление DLL_PROCESS_DETACH ....................................................................	386
Уведомление DLL_THREAD_ATTACH .....................................................................	388
Уведомление DLL_THREAD_DETACH .....................................................................	389
Как система упорядочивает вызовы DIIMain .............................................................	390
Функция DllMain и библиотека С/С++........................................................................	393
Отложенная загрузка DLL ................................................................................................	394
Программа-пример DelayLoadApp ..............................................................................	398
Переадресация вызовов функций ....................................................................................	399
Известные DLL ..................................................................................................................	400
Перенаправление DLL ......................................................................................................	402
Модификация базовых адресов модулей ........................................................................	402
Связывание модулей .........................................................................................................	408
ГЛАВА 21 Локальная память потока ..................................................................................	410
Динамическая локальная память потока.........................................................................	411
Использование динамической TLS..............................................................................	413
Статическая локальная память потока ............................................................................	416
ГЛАВА 22 Внедрение DLL и перехват API-вызовов.........................................................	417
Пример внедрения DLL ....................................................................................................	418
Внедрение DLL c использованием реестра.....................................................................	420
Внедрение DLL с помощью ловушек ..............................................................................	422
Утилита для сохранения позиций элементов на рабочем столе ...............................	423
Внедрение DLL с помощью удаленных потоков ...........................................................	426
Программа-пример lnjLib .............................................................................................	430
Библиотека lmgWalk.dll ................................................................................................	431
Внедрение троянской DLL ...............................................................................................	433
Внедрение DLL как отладчика.........................................................................................	434
Внедрение кода в среде Windows 98 через проецируемый в память файл..................	434
Внедрение кода через функцию CreateProcess ...............................................................	434
Перехват API-вызовов: пример ........................................................................................	435
Перехват API-вызовов подменой кода ........................................................................	436
Перехват API-вызовов с использованием раздела импорта......................................	436
Программа-пример LastMsgBoxlnfo ............................................................................	440
ЧАСТЬ V СТРУКТУРНАЯ ОБРАБОТКА ИСКЛЮЧЕНИЙ ................................................	442
ГЛАВА 23 Обработчики завершения ..................................................................................	442
Примеры использования обработчиков завершения .....................................................	443
Funcenstein1....................................................................................................................	443
Funcenstein2....................................................................................................................	444

Funcenstein3....................................................................................................................	446
Funcfurter1 ......................................................................................................................	447
Проверьте себя: FuncaDoodleDoo ................................................................................	447
Funcenstein4....................................................................................................................	449
Funcarama1 .....................................................................................................................	450
Funcarama2 .....................................................................................................................	451
Funcarama3 .....................................................................................................................	451
Funcarama4: последний рубеж......................................................................................	453
И еще о блоке finally .....................................................................................................	454
Funcfurter2 ......................................................................................................................	455
Программа-пример SEHTerm .......................................................................................	456
ГЛАВА 24 Фильтры и обработчики исключений ..............................................................	458
Примеры использования фильтров и обработчиков исключений ................................	458
Funcmeister1 ...................................................................................................................	459
Funcmeister2 ...................................................................................................................	459
EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER..............................................................................	462
Некоторые полезные примеры .....................................................................................	463
Глобальная раскрутка....................................................................................................	466
Остановка глобальной раскрутки ................................................................................	469
EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION........................................................................	471
Будьте осторожны с EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION ................................	472
EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH...............................................................................	473
Функция GetExceptionCode ..............................................................................................	476
Функция GetExceptionlnformation ....................................................................................	480
Программные исключения ...............................................................................................	484
ГЛАВА 25 Необработанные исключения и исключения С++ ..........................................	487
Отладка по запросу............................................................................................................	490
Отключение вывода сообщений об исключении ...........................................................	491
Принудительное завершение процесса .......................................................................	491
Создание оболочки вокруг функции потока...............................................................	491
Создание оболочки вокруг всех функций потоков ....................................................	492
Автоматический вызов отладчика ...............................................................................	492
Явный вызов функции UnhandledExceptionFilter ...........................................................	493
Функция UnhandledExceptionFilter изнутри....................................................................	494
Исключения и отладчик ....................................................................................................	495
Программа-пример Spreadsheet....................................................................................	498
Исключения С++ и структурные исключения................................................................	501
Перехват структурных исключений в С++ .................................................................	503
ЧАСТЬ VI ОПЕРАЦИИ С ОКНАМИ......................................................................................	507
ГЛАВА 26 Оконные сообщения ..........................................................................................	507
Очередь сообщений потока ..............................................................................................	508
Посылка асинхронных сообщений в очередь потока ....................................................	508
Посылка синхронных сообщений окну...........................................................................	510
Пробуждение потока .........................................................................................................	515
Флаги состояния очереди .............................................................................................	516
Алгоритм выборки сообщений из очереди потока ....................................................	517
Пробуждение потока с использованием объектов ядра или флагов состояния
очереди ...........................................................................................................................	521
Передача данных через сообщения .................................................................................	524
Программа-пример CopyData .......................................................................................	527
Как Windows манипулирует с ANSI/Unicode-символами и строками .........................	527
ГЛАВА 27 Модель аппаратного ввода и локальное состояние ввода .............................	529