Windows系統(tǒng)是建立在事件驅(qū)動的機制上的,說穿了就是整個系統(tǒng)都是通過消息的傳遞來實現(xiàn)的。而鉤子是Windows系統(tǒng)中非常重要的系統(tǒng)接口,用它可以截獲并處理送給其他應(yīng)用程序的消息,來完成普通應(yīng)用程序難以實現(xiàn)的功能。鉤子可以監(jiān)視系統(tǒng)或進程中的各種事件消息,截獲發(fā)往目標(biāo)窗口的消息并進行處理。這樣,我們就可以在系統(tǒng)中安裝自定義的鉤子,監(jiān)視系統(tǒng)中特定事件的發(fā)生,完成特定的功能,比如截獲鍵盤、鼠標(biāo)的輸入,屏幕取詞,日志監(jiān)視等等。可見,利用鉤子可以實現(xiàn)許多特殊而有用的功能。因此,對于高級編程人員來說,掌握鉤子的編程方法是很有必要的。
鉤子的類型
一. 按事件分類,有如下的幾種常用類型
(1) 鍵盤鉤子和低級鍵盤鉤子可以監(jiān)視各種鍵盤消息。
(2) 鼠標(biāo)鉤子和低級鼠標(biāo)鉤子可以監(jiān)視各種鼠標(biāo)消息。
(3) 外殼鉤子可以監(jiān)視各種Shell事件消息。比如啟動和關(guān)閉應(yīng)用程序。
(4) 日志鉤子可以記錄從系統(tǒng)消息隊列中取出的各種事件消息。
(5) 窗口過程鉤子監(jiān)視所有從系統(tǒng)消息隊列發(fā)往目標(biāo)窗口的消息。
此外,還有一些特定事件的鉤子提供給我們使用,不一一列舉。
下面描述常用的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_CALLWNDPRO
CRET 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(guān)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(biāo),鍵盤事件;
4. 設(shè)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(guān)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(guān)聯(lián)的Hook子程。
4、WH_FOREGROUNDIDLE Hook
當(dāng)應(yīng)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(wù)。當(dāng)應(yīng)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(yīng)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(biāo)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(yīng)用程序可以插入消息到系統(tǒng)消息隊列??梢允褂眠@個Hook回放通過使用WH_JOURNALRECORD Hook記錄下來的連續(xù)的鼠標(biāo)和鍵盤事件。只要WH_JOURNALPLAYBACK Hook已經(jīng)安裝,正常的鼠標(biāo)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(dāng)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。(估計按鍵精靈是用這個hook做的)
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(biāo)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(yīng)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??梢允褂眠@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(biāo)消息。使用這個Hook監(jiān)視輸入到消息隊列中的鼠標(biāo)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(biāo)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(yīng)用程序建立的對話框的消息。WH_SYSMSGFILTER Hook監(jiān)視所有應(yīng)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(yīng)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(yīng)用程序可以使用WH_SHELL Hook去接收重要的通知。當(dāng)外殼應(yīng)用程序是激活的并且當(dāng)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(dāng)Taskbar需要重畫某個按鈕;
3. 當(dāng)系統(tǒng)需要顯示關(guān)于Taskbar的一個程序的最小化形式;
4. 當(dāng)目前的鍵盤布局狀態(tài)改變;
5. 當(dāng)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(yīng)用程序都不接收WH_SHELL消息。所以,在應(yīng)用程序能夠接收WH_SHELL消息之前,應(yīng)用程序必須調(diào)用SystemParametersInfo function注冊它自己。
以上是13種常用的hook類型!
二. 按使用范圍分類,主要有線程鉤子和系統(tǒng)鉤子
(1) 線程鉤子監(jiān)視指定線程的事件消息。
(2) 系統(tǒng)鉤子監(jiān)視系統(tǒng)中的所有線程的事件消息。因為系統(tǒng)鉤子會影響系統(tǒng)中所有的應(yīng)用程序,所以鉤子函數(shù)必須放在獨立的動態(tài)鏈接庫(DLL)
中。這是系統(tǒng)鉤子和線程鉤子很大的不同之處。
幾點需要說明的地方:
(1) 如果對于同一事件(如鼠標(biāo)消息)既安裝了線程鉤子又安裝了系統(tǒng)鉤子,那么系統(tǒng)會自動先調(diào)用線程鉤子,然后調(diào)用系統(tǒng)鉤子。
(2) 對同一事件消息可安裝多個鉤子處理過程,這些鉤子處理過程形成了鉤子鏈。當(dāng)前鉤子處理結(jié)束后應(yīng)把鉤子信息傳遞給下一個鉤子函數(shù)。而且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(quán)。
(3) 鉤子特別是系統(tǒng)鉤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鉤子,在使用完畢后要及時卸載。
編寫鉤子程序
編寫鉤子程序的步驟分為三步:定義鉤子函數(shù)、安裝鉤子和卸載鉤子。
1.定義鉤子函數(shù)
鉤子函數(shù)是一種特殊的回調(diào)函數(shù)。鉤子監(jiān)視的特定事件發(fā)生后,系統(tǒng)會調(diào)用鉤子函數(shù)進行處理。不同事件的鉤子函數(shù)的形式是各不相同的。下面以鼠標(biāo)鉤子函數(shù)舉例說明鉤子函數(shù)的原型:
LRESULT CALLBACK HookProc(int nCode ,WPARAM wParam,LPARAM lParam)
參數(shù)wParam和 lParam包含所鉤消息的信息,比如鼠標(biāo)位置、狀態(tài),鍵盤按鍵等。nCode包含有關(guān)消息本身的信息,比如是否從消息隊列中移出。
我們先在鉤子函數(shù)中實現(xiàn)自定義的功能,然后調(diào)用函數(shù) CallNextHookEx.把鉤子信息傳遞給鉤子鏈的下一個鉤子函數(shù)。CallNextHookEx.的原型如下:
LRESULT CallNextHookEx( HHOOK hhk, int nCode, WPARAM wParam, LPARAM lParam )
參數(shù) hhk是鉤子句柄。nCode、wParam和lParam 是鉤子函數(shù)。
當(dāng)然也可以通過直接返回TRUE來丟棄該消息,就阻止了該消息的傳遞。
2.安裝鉤子
在程序初始化的時候,調(diào)用函數(shù)SetWindowsHookEx安裝鉤子。其函數(shù)原型為:
HHOOK SetWindowsHookEx( int idHook,HOOKPROC lpfn, INSTANCE hMod,DWORD dwThreadId )
參數(shù)idHook表示鉤子類型,它是和鉤子函數(shù)類型一一對應(yīng)的。比如,WH_KEYBOARD表示安裝的是鍵盤鉤子,WH_MOUSE表示是鼠標(biāo)鉤子等等。
Lpfn是鉤子函數(shù)的地址。
HMod是鉤子函數(shù)所在的實例的句柄。對于線程鉤子,該參數(shù)為NULL;對于系統(tǒng)鉤子,該參數(shù)為鉤子函數(shù)所在的DLL句柄。
dwThreadId 指定鉤子所監(jiān)視的線程的線程號。對于全局鉤子,該參數(shù)為NULL。
SetWindowsHookEx返回所安裝的鉤子句柄。
3.卸載鉤子
當(dāng)不再使用鉤子時,必須及時卸載。簡單地調(diào)用函數(shù) BOOL UnhookWindowsHookEx( HHOOK hhk)即可。
值得注意的是線程鉤子和系統(tǒng)鉤子的鉤子函數(shù)的位置有很大的差別。線程鉤子一般在當(dāng)前線程或者當(dāng)前線程派生的線程內(nèi),而系統(tǒng)鉤子必須放在獨立的動態(tài)鏈接庫中,實現(xiàn)起來要麻煩一些。
線程鉤子的編程實例:
按照上面介紹的方法實現(xiàn)一個線程級的鼠標(biāo)鉤子。鉤子跟蹤當(dāng)前窗口鼠標(biāo)移動的位置變化信息。并輸出到窗口。
(1)在VC++6.0中利用MFC
APPWizard(EXE)生成一個不使用文檔/視結(jié)構(gòu)的單文檔應(yīng)用mousehook。打開childview.cpp文件,加入全局變量:
HHOOK hHook;//鼠標(biāo)鉤子句柄
CPoint point;//鼠標(biāo)位置信息
CChildView *pView;
// 鼠標(biāo)鉤子函數(shù)用到的輸出窗口指針
在CChildView::OnPaint()添加如下代碼:
CPaintDC dc(this);
char str[256];
sprintf(str,“x=%d,y=%d",point.x,point.y);
//構(gòu)造字符串
dc.TextOut(0,0,str); //顯示字符串
(2)childview.cpp文件中定義全局的鼠標(biāo)鉤子函數(shù)。
LRESULT CALLBACK MouseProc
(int nCode, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{//是鼠標(biāo)移動消息
if(wParam==WM_MOUSEMOVE||wParam
==WM_NCMOUSEMOVE)
{
point=((MOUSEHOOKSTRUCT *)lParam)->pt;
//取鼠標(biāo)信息
pView->Invalidate(); //窗口重畫
}
return CallNextHookEx(hHook,nCode,wParam,lParam);
//傳遞鉤子信息
}
(3)CChildView類的構(gòu)造函數(shù)中安裝鉤子。
CChildView::CChildView()
{
pView=this;//獲得輸出窗口指針
hHook=SetWindowsHookEx(WH_MOUSE,MouseProc,0,GetCurrentThreadId());
}
(4)CChildView類的析構(gòu)函數(shù)中卸載鉤子。
CChildView::~CChildView()
{
if(hHook)
UnhookWindowsHookEx(hHook);
}
系統(tǒng)鉤子的編程實例:
由于系統(tǒng)鉤子要用到dll,所以先介紹下win32 dll的特點:
Win32 DLL與 Win16 DLL有很大的區(qū)別,這主要是由操作系統(tǒng)的設(shè)計思想決定的。一方面,在Win16 DLL中程序入口點函數(shù)和出口點函數(shù)(LibMain和WEP)是分別實現(xiàn)的;而在Win32 DLL中卻由同一函數(shù)DLLMain來實現(xiàn)。無論何時,當(dāng)一個進程或線程載入和卸載DLL時,都要調(diào)用該函數(shù),它的原型是BOOL WINAPI DllMain
(HINSTANCE hinstDLL,DWORD fdwReason, LPVOID lpvReserved);,其中,第一個參數(shù)表示DLL的實例句柄;第三個參數(shù)系統(tǒng)保留;這里主要介紹一下第二個參數(shù),它有四個可能的值:DLL_PROCESS_ATTACH(進程載入),DLL_THREAD_ATTACH(線程載入),DLL_THREAD_DETACH(線程卸載),DLL_PROCESS_DETACH(進程卸載),在DLLMain函數(shù)中可以對傳遞進來的這個參數(shù)的值進行判別,并根據(jù)不同的參數(shù)值對DLL進行必要的初始化或清理工作。舉個例子來說,當(dāng)有一個進程載入一個DLL時,系統(tǒng)分派給DLL的第二個參數(shù)為DLL_PROCESS_ATTACH,這時,你可以根據(jù)這個參數(shù)初始化特定的數(shù)據(jù)。另一方面,在Win16環(huán)境下,所有應(yīng)用程序都在同一地址空間;而在Win32環(huán)境下,所有應(yīng)用程序都有自己的私有空間,每個進程的空間都是相互獨立的,這減少了應(yīng)用程序間的相互影響,但同時也增加了編程的難度。大家知道,在Win16環(huán)境中,DLL的全局?jǐn)?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,當(dāng)進程在載入DLL時,系統(tǒng)自動把DLL地址映射到該進程的私有空間,而且也復(fù)制該DLL的全局?jǐn)?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?jǐn)?shù)據(jù)其值卻并不一定是相同的。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(shè)置。亦即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(shè)置為共享。
在VC6中有三種形式的MFC DLL(在該DLL中可以使用和繼承已有的MFC類)可供選擇,即Regular statically linked to MFC DLL(標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)鏈接MFC DLL)和Regular using the shared MFC DLL(標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)鏈接MFC DLL)以及Extension MFC DLL(擴展MFC DLL)。第一種DLL的特點是,在編譯時把使用的MFC代碼加入到DLL中,因此,在使用該程序時不需要其他MFC動態(tài)鏈接類庫的存在,但占用磁盤空間比較大;第二種DLL的特點是,在運行時,動態(tài)鏈接到MFC類庫,因此減少了空間的占用,但是在運行時卻依賴于MFC動態(tài)鏈接類庫;這兩種DLL既可以被MFC程序使用也可以被Win32程序使用。第三種DLL的特點類似于第二種,做為MFC類庫的擴展,只能被MFC程序使用。
下面說說在VC6中全局共享數(shù)據(jù)的實現(xiàn)
在主文件中,用#pragma data_seg建立一個新的數(shù)據(jù)段并定義共享數(shù)據(jù),其具體格式為:
#pragma data_seg ("shareddata")
HWND sharedwnd=NULL;//共享數(shù)據(jù)
#pragma data_seg()
僅定義一個數(shù)據(jù)段還不能達到共享數(shù)據(jù)的目的,還要告訴編譯器該段的屬性,有兩種方法可以實現(xiàn)該目的(其效果是相同的),一種方法是在.DEF文件中加入如下語句:
SETCTIONS shareddata READ WRITE SHARED
另一種方法是在項目設(shè)置鏈接選項中加入如下語句:
/SECTION:shareddata,rws
好了,準(zhǔn)備知識已經(jīng)學(xué)完了,讓我們開始編寫個全局的鉤子程序吧!