HOOK專題

目錄

• 基本概念
• 運作機制
• 鈎子類型
• 作者

基本概念 鈎子(Hook)，是Windows消息處理機制的一個平台,應用程式可以在上面設定子程以監視指定視窗的某種消息，而且所監視的視窗可以是其他程序所建立的。當消息到達後，在目标視窗處理函數之前處理它。鈎子機制允許應用程式截獲處理window消息或特定事件。 鈎子實際上是一個處理消息的程式段，通過系統調用，把它挂入系統。每當特定的消息發出，在沒有到達目的視窗前，鈎子程式就先捕獲該消息，亦即鈎子函數先得到控 制權。這時鈎子函數即可以加工處理（改變）該消息，也可以不作處理而繼續傳遞該消息，還可以強制結束消息的傳遞。 運作機制 1、鈎子連結清單和鈎子子程： 每一個Hook都有一個與之相關聯的指針清單，稱之為鈎子連結清單，由系統來維護。這個清單的指針指向指定的，應用程式定義的，被Hook子程調用的回調函數，也就是該鈎子的各個處理子程。當與指定的Hook類型關聯的消息發生時，系統就把這個消息傳遞到Hook子程。一些Hook子程可以隻監視消息，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子程或者目的視窗。最近安裝的鈎子放在鍊的開始，而最早安裝的鈎子放在最後，也就是後加入的先獲得控制權。 Windows 并不要求鈎子子程的解除安裝順序一定得和安裝順序相反。每當有一個鈎子被解除安裝，Windows 便釋放其占用的記憶體，并更新整個Hook連結清單。如果程式安裝了鈎子，但是在尚未解除安裝鈎子之前就結束了，那麼系統會自動為它做解除安裝鈎子的操作。 鈎子子程是一個應用程式定義的回調函數(CALLBACK Function),不能定義成某個類的成員函數，隻能定義為普通的C函數。用以監視系統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的，也可以是系統中所有線程的事件。 鈎子子程必須按照以下的文法：

LRESULT CALLBACK HookProc
(
 	int nCode, 
     	WPARAM wParam, 
     	LPARAM lParam
);
      

HookProc是應用程式定義的名字。 nCode參數是Hook代碼，Hook子程使用這個參數來确定任務。這個參數的值依賴于Hook類型，每一種Hook都有自己的Hook代碼特征字元集。 wParam和lParam參數的值依賴于Hook代碼，但是它們的典型值是包含了關于發送或者接收消息的資訊。 2、鈎子的安裝與釋放： 使用API函數SetWindowsHookEx()把一個應用程式定義的鈎子子程安裝到鈎子連結清單中。SetWindowsHookEx函數總是在Hook鍊的開頭安裝Hook子程。當指定類型的Hook監視的事件發生時，系統就調用與這個Hook關聯的Hook鍊的開頭的Hook子程。每一個Hook鍊中的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子程需要調用CallNextHookEx函數。

HHOOK SetWindowsHookEx( 
　　　　　int idHook,      // 鈎子的類型，即它處理的消息類型
　　　　　HOOKPROC lpfn,   // 鈎子子程的位址指針。如果dwThreadId參數為0
			   // 或是一個由别的程序建立的線程的辨別，
			   // lpfn必須指向DLL中的鈎子子程。
			   // 除此以外，lpfn可以指向目前程序的一段鈎子子程代碼。
			   // 鈎子函數的入口位址，當鈎子鈎到任何消息後便調用這個函數。
　　　　　HINSTANCE hMod,  // 應用程式執行個體的句柄。辨別包含lpfn所指的子程的
DLL。
			   // 如果dwThreadId 辨別目前程序建立的一個線程，
			   // 而且子程代碼位于目前程序，hMod必須為NULL。
			   // 可以很簡單的設定其為本應用程式的執行個體句柄。
　　　　　DWORD dwThreadId // 與安裝的鈎子子程相關聯的線程的辨別符。
			   // 如果為0，鈎子子程與所有的線程關聯，即為全局鈎子。
　　　　　            ); 
      

　　函數成功則傳回鈎子子程的句柄，失敗傳回NULL。 　　以上所說的鈎子子程與線程相關聯是指在一鈎子連結清單中發給該線程的消息同時發送給鈎子子程，且被鈎子子程先處理。 在鈎子子程中調用得到控制權的鈎子函數在完成對消息的處理後，如果想要該消息繼續傳遞，那麼它必須調用另外一個SDK中的API函數CallNextHookEx來傳遞它，以執行鈎子連結清單所指的下一個鈎子子程。這個函數成功時傳回鈎子鍊中下一個鈎子過程的傳回值，傳回值的類型依賴于鈎子的類型。這個函數的原型如下：

LRESULT CallNextHookEx
			(
				HHOOK hhk;
				int nCode;
				WPARAM wParam;
				LPARAM lParam;
			 );
      

hhk為目前鈎子的句柄，由SetWindowsHookEx()函數傳回。 NCode為傳給鈎子過程的事件代碼。 wParam和lParam 分别是傳給鈎子子程的wParam值，其具體含義與鈎子類型有關。 鈎子函數也可以通過直接傳回TRUE來丢棄該消息，并阻止該消息的傳遞。否則的話，其他安裝了鈎子的應用程式将不會接收到鈎子的通知而且還有可能産生不正确的結果。 鈎子在使用完之後需要用UnHookWindowsHookEx()解除安裝，否則會造成麻煩。釋放鈎子比較簡單，UnHookWindowsHookEx()隻有一個參數。函數原型如下：

UnHookWindowsHookEx
(
	HHOOK hhk;
);
      

函數成功傳回TRUE，否則傳回FALSE。 3、一些運作機制： 在Win16環境中，DLL的全局資料對每個載入它的程序來說都是相同的；而在Win32環境中，情況卻發生了變化，DLL函數中的代碼所建立的任何對象（包括變量）都歸調用它的線程或程序所有。當程序在載入DLL時，作業系統自動把DLL位址映射到該程序的私有空間，也就是程序的虛拟位址空間，而且也複制該DLL的全局資料的一份拷貝到該程序空間。也就是說每個程序所擁有的相同的DLL的全局資料，它們的名稱相同，但其值卻并不一定是相同的，而且是互不幹涉的。 是以，在Win32環境下要想在多個程序中共享資料，就必須進行必要的設定。在通路同一個Dll的各程序之間共享存儲器是通過存儲器映射檔案技術實作的。也可以把這些需要共享的資料分離出來，放置在一個獨立的資料段裡，并把該段的屬性設定為共享。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資料段中。 #pragma data_seg預處理指令用于設定共享資料段。例如：

#pragma data_seg("SharedDataName")
HHOOK hHook=NULL;
#pragma data_seg()
      

在#pragma data_seg("SharedDataName")和#pragma data_seg()之間的所有變量将被通路該Dll的所有程序看到和共享。再加上一條指令#pragma comment(linker,"/section:.SharedDataName,rws"),那麼這個資料節中的資料可以在所有DLL的執行個體之間共享。所有對這些資料的操作都針對同一個執行個體的，而不是在每個程序的位址空間中都有一份。 當程序隐式或顯式調用一個動态庫裡的函數時，系統都要把這個動态庫映射到這個程序的虛拟位址空間裡(以下簡稱"位址空間")。這使得DLL成為程序的一部分，以這個程序的身份執行，使用這個程序的堆棧。 4、系統鈎子與線程鈎子： SetWindowsHookEx()函數的最後一個參數決定了此鈎子是系統鈎子還是線程鈎子。 線程勾子用于監視指定線程的事件消息。線程勾子一般在目前線程或者目前線程派生的線程内。 系統勾子監視系統中的所有線程的事件消息。因為系統勾子會影響系統中所有的應用程式，是以勾子函數必須放在獨立的動态連結庫(DLL) 中。系統自動将包含"鈎子回調函數"的DLL映射到受鈎子函數影響的所有程序的位址空間中，即将這個DLL注入了那些程序。 幾點說明： （1）如果對于同一事件（如滑鼠消息）既安裝了線程勾子又安裝了系統勾子，那麼系統會自動先調用線程勾子，然後調用系統勾子。 （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鍊。目前勾子處理結束後應把勾子資訊傳遞給下一個勾子函數。 （3）勾子特别是系統勾子會消耗消息處理時間，降低系統性能。隻有在必要的時候才安裝勾子，在使用完畢後要及時解除安裝。 鈎子類型 每一種類型的Hook可以使應用程式能夠監視不同類型的系統消息處理機制。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使你可以監視發送到視窗過程的消息。系統在消息發送到接收視窗過程之前調用WH_CALLWNDPROC Hook子程，并且在視窗過程處理完消息之後調用WH_CALLWNDPROCRET Hook子程。 WH_CALLWNDPROCRET Hook傳遞指針到CWPRETSTRUCT結構，再傳遞到Hook子程。 CWPRETSTRUCT結構包含了來自處理消息的視窗過程的傳回值，同樣也包括了與這個消息關聯的消息參數。 2、WH_CBT Hook 在以下事件之前，系統都會調用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，改變尺寸等視窗事件； 2. 完成系統指令； 3. 來自系統消息隊列中的移動滑鼠，鍵盤事件； 4. 設定輸入焦點事件； 5. 同步系統消息隊列事件。 Hook子程的傳回值确定系統是否允許或者防止這些操作中的一個。 3、WH_DEBUG Hook 在系統調用系統中與其他Hook關聯的Hook子程之前，系統會調用WH_DEBUG Hook子程。你可以使用這個Hook來決定是否允許系統調用與其他Hook關聯的Hook子程。 4、WH_FOREGROUNDIDLE Hook 當應用程式的前台線程處于空閑狀态時，可以使用WH_FOREGROUNDIDLE Hook執行低優先級的任務。當應用程式的前台線程大概要變成空閑狀态時，系統就會調用WH_FOREGROUNDIDLE Hook子程。 5、WH_GETMESSAGE Hook 應用程式使用WH_GETMESSAGE Hook來監視從GetMessage or PeekMessage函數傳回的消息。你可以使用WH_GETMESSAGE Hook去監視滑鼠和鍵盤輸入，以及其他發送到消息隊列中的消息。 6、WH_JOURNALPLAYBACK Hook WH_JOURNALPLAYBACK Hook使應用程式可以插入消息到系統消息隊列。可以使用這個Hook回放通過使用WH_JOURNALRECORD Hook記錄下來的連續的滑鼠和鍵盤事件。隻要WH_JOURNALPLAYBACK Hook已經安裝，正常的滑鼠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傳回逾時值，這個值告訴系統在處理來自回放Hook目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用來監視和記錄輸入事件。典型的，可以使用這個Hook記錄連續的滑鼠和鍵盤事件，然後通過使用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 在應用程式中，WH_KEYBOARD Hook用來監視WM_KEYDOWN and WM_KEYUP消息，這些消息通過GetMessage or PeekMessage function傳回。可以使用這個Hook來監視輸入到消息隊列中的鍵盤消息。 9、WH_KEYBOARD_LL Hook WH_KEYBOARD_LL Hook監視輸入到線程消息隊列中的鍵盤消息。 10、WH_MOUSE Hook WH_MOUSE Hook監視從GetMessage 或者 PeekMessage 函數傳回的滑鼠消息。使用這個Hook監視輸入到消息隊列中的滑鼠消息。 11、WH_MOUSE_LL Hook WH_MOUSE_LL Hook監視輸入到線程消息隊列中的滑鼠消息。 12、WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks使我們可以監視菜單，滾動條，消息框，對話框消息并且發現使用者使用ALT+TAB or ALT+ESC 組合鍵切換視窗。WH_MSGFILTER Hook隻能監視傳遞到菜單，滾動條，消息框的消息，以及傳遞到通過安裝了Hook子程的應用程式建立的對話框的消息。WH_SYSMSGFILTER Hook監視所有應用程式消息。 WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks使我們可以在模式循環期間過濾消息，這等價于在主消息循環中過濾消息。 通過調用CallMsgFilter function可以直接的調用WH_MSGFILTER Hook。通過使用這個函數，應用程式能夠在模式循環期間使用相同的代碼去過濾消息，如同在主消息循環裡一樣。 13、WH_SHELL Hook 外殼應用程式可以使用WH_SHELL Hook去接收重要的通知。當外殼應用程式是激活的并且當頂層視窗建立或者銷毀時，系統調用WH_SHELL Hook子程。 WH_SHELL 共有５鐘情況： 1. 隻要有個top-level、unowned 視窗被産生、起作用、或是被摧毀； 2. 當Taskbar需要重畫某個按鈕； 3. 當系統需要顯示關于Taskbar的一個程式的最小化形式； 4. 當目前的鍵盤布局狀态改變； 5. 當使用者按Ctrl+Esc去執行Task Manager（或相同級别的程式）。 按照慣例，外殼應用程式都不接收WH_SHELL消息。是以，在應用程式能夠接收WH_SHELL消息之前，應用程式必須調用SystemParametersInfo function注冊它自己。 作者 姜山 2002年11月7日