- •WINDOWS
- •Джеффри Рихтер
- •ЧАCTЬ I МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОБЯЗАТЕЛЬНОГО ЧТЕНИЯ
- •ГЛАВА 1. Обработка ошибок
- •Вы тоже можете это сделать
- •Программа-пример ErrorShow
- •ГЛАВА 2 Unicode
- •Наборы символов
- •Одно- и двухбайтовые наборы символов
- •Unicode: набор широких символов
- •Почему Unicode?
- •Windows 2000 и Unicode
- •Windows 98 и Unicode
- •Windows CE и Unicode
- •В чью пользу счет?
- •Unicode и СОМ
- •Как писать программу с использованием Unicode
- •Unicode и библиотека С
- •Типы данных, определенные в Windows для Unicode
- •Unicode- и ANSI-функции в Windows
- •Строковые функции Windows
- •Ресурсы
- •Текстовые файлы
- •Перекодировка строк из Unicode в ANSI и обратно
- •ГЛАВА 3 Объекты ядра
- •Что такое объект ядра
- •Учет пользователей объектов ядра
- •Защита
- •Таблица описателей объектов ядра
- •Создание объекта ядра
- •Закрытие объекта ядра
- •Совместное использование объектов ядра несколькими процессами
- •Наследование описателя объекта
- •Изменение флагов описателя
- •Именованные объекты
- •Пространства имен Terminal Server
- •Дублирование описателей объектов
- •ЧАСТЬ II НАЧИНАЕМ РАБОТАТЬ
- •ГЛАВА 4 Процессы
- •Ваше первое Windows-приложение
- •Описатель экземпляра процесса
- •Описатель предыдущего экземпляра процесса
- •Командная строка процесса
- •Переменные окружения
- •Привязка к процессорам
- •Режим обработки ошибок
- •Текущие диск и каталог для процесса
- •Текущие каталоги для процесса
- •Определение версии системы
- •Функция CreateProcess
- •Параметры pszApplicationName и pszCommandLine
- •Параметры psaProcess, psaThread и blnheritHandles
- •Параметр fdwCreate
- •Параметр pvEnvironment
- •Параметр pszCurDir
- •Параметр psiStartlnfo
- •Параметр ppiProclnfo
- •Завершение процесса
- •Возврат управления входной функцией первичного потока
- •Функция ExitProcess
- •Функция TerminateProcess
- •Когда все потоки процесса уходят
- •Что происходит при завершении процесса
- •Дочерние процессы
- •Запуск обособленных дочерних процессов
- •Перечисление процессов, выполняемых в системе
- •Программа-пример Processlnfo
- •ГЛАВА 5 Задания
- •Определение ограничений, налагаемых на процессы в задании
- •Включение процесса в задание
- •Завершение всех процессов в задании
- •Получение статистической информации о задании
- •Уведомления заданий
- •Программа-пример JobLab
- •ГЛАВА 6 Базовые сведения о потоках
- •В каких случаях потоки создаются
- •И в каких случаях потоки не создаются
- •Ваша первая функция потока
- •Функция CreateThread
- •Параметр psa
- •Параметр cbStack
- •Параметры pfnStartAddr и pvParam
- •Параметр fdwCreate
- •Параметр pdwThreadlD
- •Завершение потока
- •Возврат управления функцией потока
- •Функция ExitThread
- •Функция TerminateThread
- •Если завершается процесс
- •Что происходит при завершении потока
- •Кое-что о внутреннем устройстве потока
- •Некоторые соображения по библиотеке С/С++
- •Ой, вместо _beginthreadex я по ошибке вызвал CreateThread
- •Библиотечные функции, которые лучше не вызывать
- •Как узнать о себе
- •Преобразование псевдоописателя в настоящий описатель
- •ГЛАВА 7 Планирование потоков, приоритет и привязка к процессорам
- •Приостановка и возобновление потоков
- •Приостановка и возобновление процессов
- •Функция Sleep
- •Переключение потоков
- •Определение периодов выполнения потока
- •Структура CONTEXT
- •Приоритеты потоков
- •Абстрагирование приоритетов
- •Программирование приоритетов
- •Динамическое изменение уровня приоритета потока
- •Подстройка планировщика для активного процесса
- •Программа-пример Scheduling Lab
- •Привязка потоков к процессорам
- •ГЛАВА 8 Синхронизация потоков в пользовательском режиме
- •Кэш-линии
- •Более сложные методы синхронизации потоков
- •Худшее, что можно сделать
- •Критические секции
- •Критические секции: важное дополнение
- •Критические секции и спин-блокировка
- •Критические секции и обработка ошибок
- •Несколько полезных приемов
- •Не занимайте критические секции надолго
- •ГЛАВА 9 Синхронизация потоков с использованием объектов ядра
- •Wait-функции
- •Побочные эффекты успешного ожидания
- •События
- •Программа-пример Handshake
- •Ожидаемые таймеры
- •Ожидаемые таймеры и АРС-очередь
- •И еще кое-что о таймерах
- •Семафоры
- •Мьютексы
- •Отказ от объекта-мьютекса
- •Мьютексы и критические секции
- •Программа-пример Queue
- •Сводная таблица объектов, используемых для синхронизации потоков
- •Другие функции, применяемые в синхронизации потоков
- •Асинхронный ввод-вывод на устройствах
- •Функция WaitForlnputldle
- •Функция MsgWaitForMultipleObjects(Ex)
- •Функция WaitForDebugEvent
- •Функция SignalObjectAndWait
- •ГЛАВА 10 Полезные средства для синхронизации потоков
- •Реализация критической секции: объект-оптекс
- •Программа-пример Optex
- •Создание инверсных семафоров и типов данных, безопасных в многопоточной среде
- •Программа-пример lnterlockedType
- •Синхронизация в сценарии "один писатель/группа читателей"
- •Программа-пример SWMRG
- •Реализация функции WaitForMultipleExpressions
- •Программа-пример WaitForMultExp
- •ГЛАВА 11 Пулы потоков
- •Сценарий 1: асинхронный вызов функций
- •Сценарий 2: вызов функций через определенные интервалы времени
- •Программа-пример TimedMsgBox
- •Сценарий 3: вызов функций при освобождении отдельных объектов ядра
- •Сценарий 4; вызов функций по завершении запросов на асинхронный ввод-вывод
- •ГЛАВА 12 Волокна
- •Работа с волокнами
- •Программа-пример Counter
- •ЧАСТЬ III УПРАВЛЕНИЕ ПАМЯТЬЮ
- •Виртуальное адресное пространство процесса
- •Как адресное пространство разбивается на разделы
- •Увеличение раздела для кода и данных пользовательского режима до 3 Гб на процессорах x86 (только Windows 2000)
- •Закрытый раздел размером 64 Кб (только Windows 2000)
- •Раздел для общих MMF (только Windows 98)
- •Регионы в адресном пространстве
- •Передача региону физической памяти
- •Физическая память и страничный файл
- •Физическая память в страничном файле не хранится
- •Атрибуты защиты
- •Защита типа «копирование при записи»
- •Специальные флаги атрибутов защиты
- •Подводя итоги
- •Блоки внутри регионов
- •Особенности адресного пространства в Windows 98
- •Выравнивание данных
- •ГЛАВА 14 Исследование виртуальной памяти
- •Системная информация
- •Программа-пример Syslnfo
- •Статус виртуальной памяти
- •Программа-пример VMStat
- •Определение состояния адресного пространства
- •Функция VMQuery
- •Программа-пример VMMap
- •ГЛАВА 15 Использование виртуальной памяти в приложениях
- •Резервирование региона в адресном пространстве
- •Передача памяти зарезервированному региону
- •Резервирование региона с одновременной передачей физической памяти
- •В какой момент региону передают физическую память
- •Возврат физической памяти и освобождение региона
- •В какой момент физическую память возвращают системе
- •Программа-пример VMAIloc
- •Изменение атрибутов защиты
- •Сброс содержимого физической памяти
- •Программа-пример MemReset
- •Механизм Address Windowing Extensions (только Windows 2000)
- •Программа-пример AWE
- •ГЛАВА 16 Стек потока
- •Стек потока в Windows 98
- •Функция из библиотеки С/С++ для контроля стека
- •Программа-пример Summation
- •ГЛАВА 17 Проецируемые в память файлы
- •Проецирование в память EXE- и DLL-файлов
- •Статические данные не разделяются несколькими экземплярами EXE или DLL
- •Программа-пример Applnst
- •Файлы данных, проецируемые в память
- •Метод 1: один файл, один буфер
- •Метод 2: два файла, один буфер
- •Метод 3: один файл, два буфера
- •Метод 4: один файл и никаких буферов
- •Использование проецируемых в память файлов
- •Этап1: создание или открытие объекта ядра «файл»
- •Этап 2: создание объекта ядра «проекция файла»
- •Этап 3: проецирование файловых данных на адресное пространство процесса
- •Этап 4: отключение файла данных от адресного пространства процесса
- •Этапы 5 и 6: закрытие объектов «проекция файла» и «файл»
- •Программа-пример FileRev
- •Обработка больших файлов
- •Проецируемые файлы и когерентность
- •Базовый адрес файла, проецируемого в память
- •Особенности проецирования файлов на разных платформах
- •Совместный доступ процессов к данным через механизм проецирования
- •Файлы, проецируемые на физическую память из страничного файла
- •Программа-пример MMFShare
- •Частичная передача физической памяти проецируемым файлам
- •Программа-пример MMFSparse
- •ГЛАВА 18 Динамически распределяемая память
- •Стандартная куча процесса
- •Дополнительные кучи в процессе
- •Защита компонентов
- •Более эффективное управление памятью
- •Локальный доступ
- •Исключение издержек, связанных с синхронизацией потоков
- •Быстрое освобождение всей памяти в куче
- •Создание дополнительной кучи
- •Выделение блока памяти из кучи
- •Изменение размера блока
- •Определение размера блока
- •Освобождение блока
- •Уничтожение кучи
- •Использование куч в программах на С++
- •Другие функции управления кучами
- •ЧАСТЬ IV ДИНАМИЧЕСКИ ПОДКЛЮЧАЕМЫЕ БИБЛИОТЕКИ
- •ГЛАВА 19 DLL: основы
- •DLL и адресное пространство процесса
- •Общая картина
- •Создание DLL-модуля
- •Что такое экспорт
- •Создание DLL для использования с другими средствами разработки (отличными от Visual C++)
- •Создание ЕХЕ-модуля
- •Что такое импорт
- •Выполнение ЕХЕ-модуля
- •ГЛАВА 20 DLL: более сложные методы программирования
- •Явная загрузка DLL и связывание идентификаторов
- •Явная загрузка DLL
- •Явная выгрузка DLL
- •Явное подключение экспортируемого идентификатора
- •Функция входа/выхода
- •Уведомление DLL_PROCESS_ATTACH
- •Уведомление DLL_PROCESS_DETACH
- •Уведомление DLL_THREAD_ATTACH
- •Уведомление DLL_THREAD_DETACH
- •Как система упорядочивает вызовы DIIMain
- •Функция DllMain и библиотека С/С++
- •Отложенная загрузка DLL
- •Программа-пример DelayLoadApp
- •Переадресация вызовов функций
- •Известные DLL
- •Перенаправление DLL
- •Модификация базовых адресов модулей
- •Связывание модулей
- •ГЛАВА 21 Локальная память потока
- •Динамическая локальная память потока
- •Использование динамической TLS
- •Статическая локальная память потока
- •Пример внедрения DLL
- •Внедрение DLL c использованием реестра
- •Внедрение DLL с помощью ловушек
- •Утилита для сохранения позиций элементов на рабочем столе
- •Внедрение DLL с помощью удаленных потоков
- •Программа-пример lnjLib
- •Библиотека lmgWalk.dll
- •Внедрение троянской DLL
- •Внедрение DLL как отладчика
- •Внедрение кода в среде Windows 98 через проецируемый в память файл
- •Внедрение кода через функцию CreateProcess
- •Перехват API-вызовов: пример
- •Перехват API-вызовов подменой кода
- •Перехват API-вызовов с использованием раздела импорта
- •Программа-пример LastMsgBoxlnfo
- •ЧАСТЬ V СТРУКТУРНАЯ ОБРАБОТКА ИСКЛЮЧЕНИЙ
- •ГЛАВА 23 Обработчики завершения
- •Примеры использования обработчиков завершения
- •Funcenstein1
- •Funcenstein2
- •Funcenstein3
- •Funcfurter1
- •Проверьте себя: FuncaDoodleDoo
- •Funcenstein4
- •Funcarama1
- •Funcarama2
- •Funcarama3
- •Funcarama4: последний рубеж
- •И еще о блоке finally
- •Funcfurter2
- •Программа-пример SEHTerm
- •ГЛАВА 24 Фильтры и обработчики исключений
- •Примеры использования фильтров и обработчиков исключений
- •Funcmeister1
- •Funcmeister2
- •EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER
- •Некоторые полезные примеры
- •Глобальная раскрутка
- •Остановка глобальной раскрутки
- •EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION
- •Будьте осторожны с EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION
- •EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH
- •Функция GetExceptionCode
- •Функция GetExceptionlnformation
- •Программные исключения
- •ГЛАВА 25 Необработанные исключения и исключения С++
- •Отладка по запросу
- •Отключение вывода сообщений об исключении
- •Принудительное завершение процесса
- •Создание оболочки вокруг функции потока
- •Создание оболочки вокруг всех функций потоков
- •Автоматический вызов отладчика
- •Явный вызов функции UnhandledExceptionFilter
- •Функция UnhandledExceptionFilter изнутри
- •Исключения и отладчик
- •Программа-пример Spreadsheet
- •Исключения С++ и структурные исключения
- •Перехват структурных исключений в С++
- •ЧАСТЬ VI ОПЕРАЦИИ С ОКНАМИ
- •ГЛАВА 26 Оконные сообщения
- •Очередь сообщений потока
- •Посылка асинхронных сообщений в очередь потока
- •Посылка синхронных сообщений окну
- •Пробуждение потока
- •Флаги состояния очереди
- •Алгоритм выборки сообщений из очереди потока
- •Пробуждение потока с использованием объектов ядра или флагов состояния очереди
- •Передача данных через сообщения
- •Программа-пример CopyData
- •ГЛАВА 27 Модель аппаратного ввода и локальное состояние ввода
- •Поток необработанного ввода
- •Локальное состояние ввода
- •Ввод с клавиатуры и фокус
- •Управление курсором мыши
- •Подключение к очередям виртуального ввода и переменным локального состояния ввода
- •Программа-пример LISLab
- •Программа-пример LISWatch
кнопки OK и Cancel. A если этого параметра нет — только кнопка ОК. Как только пользователь щелкнет кнопку OK, функция UnbandledExceptionFilter вернет
EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER. Щелчок кноп ки Cancel (если она ссть) вызывает переход на следующий этап.
WINDOWS 98
ВWindows 98 упомянутые параметры хранятся не в реестре, а в файле Win.ini.
7.На этом этапе UnhandledExceptionFilter запускает отладчик как дочерний про цесс. Но сначала создает событие со сбросом вручную в занятом состоянии и наследуемым описателем. Затем извлекает из реестра значение параметра Debugger и вызывает sprintf для вставки идентификатора процесса (получен ного через функцию GetCurrentProcessd) и описателя события в командную строку. Элементу lpDesktop структуры STARTUPINFO присваивается значение "Winsta0\\Default", чтобы отладчик был доступен в интерактивном рсжимс на рабочем столе. Далее вызывается CreateProcess со значением TRUE в парамет ре bInherttHandles, благодаря чему отладчик получает возможность наследовать описатель объекта "событие" После этого UnhandledExceptionFilter ждет завер шения инициализации отладчика, вызвав WaitForSingleObjectEx с передачей ей описателя события. Заметьте, что вместо WaitForSingleObject используется Wait ForSingleObjectEx Это заставляет поток ждать в "тревожном* состоянии, кото рое позволяет ему обрабатывать все поступающие AРС-вызовы.
8.Закончив инициализацию, отладчик освобождаетсобытие, и поток Unbandled ExceptionFilter пробуждается. Теперь, когда процесс находится под управлени ем отладчика, UnbandledExceptionFilter возвращает EXCEPTION_CONTINUE_ SEARCH.
Обратите внимание: все, что здесь происходит, точно соответствует этапу 3.
Исключения и отладчик
Отладчик Microsoft Visual C++ предоставляет фантастические возможности для отлад ки после исключений Когда поток процесса вызывает исключение, операционная система немедленно уведомляет об этом отладчик (если он, конечно, подключен). Это уведомление называется "первым предупреждением" (first-chance notification). Реаги руя на него, отладчик обычно заставляет поток искать фильтры исключений. Если все фильтры возвращают EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH, операционная система вновь уведомляет отладчик, но на этот раз даст "последнее предупреждение" (last-chance notification). Существование этих двух типов предупреждений обеспечивает больший контроль за отладкой при исключениях
Чтобы сообщить отладчику, как реагировать на первое предупреждение, исполь зуйте диалоговое окно Exceptions отладчика.
Как видите, оно содержит список всех исключений, определенных в системе. Для каждого из них сообщаются 32-битный код, текстовое описание и ответные действия отладчика. Я выбрал исключение Access Violation (нарушение доступа) и указал для него Stop Always.
Теперь, если поток в отлаживаемом процессе вызовет это исключе ние, отладчик выведет при первом предупреждении следующее окно.
К этому моменту поток еще не получал шанса на поиск фильтров исключений Сейчас я могу поместить в исходный код точки прерывания, просмотреть значения переменных или проверить стек вызовов потока Пока ни один фильтр не выполнял ся — исключение произошло только что Когда я попытаюсь начать пошаговую от ладку программы, на экране появится новое окно
Кнопка Cancel вернст нас в отладчик Кнопка No заставит поток отлаживаемого процесса повторить выполнение неудавшейся машинной команды При большинстве исключений повторное выполнение команды ничего не даст, так как вновь вызовет исключение Однако, если исключение было сгенерировано с помощью функции RaiыeException, это позволит возобновить выполнение потока, и он продолжит рабо ту, как ни в чем ни бывало Данный метод может быть особенно полезен при отладке программ на С++ получится так, будто оператор throw никогда не выполнялся (К обработке исключений в С++ мы вернемся в конце главы)
И, наконец кнопка Yes разрешит потоку отлаживаемого процесса начать поиск фильтров исключений Если фильтр исключения, возвращающий EXCEPTION_EXE CUTE_HANDLER или EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION, найден, то все хорошо и поток продолжает работу Еспи же все фильтры вернут EXCEPTION_CONTINUE_
SEARCH, огладчик получит последнее предупреждение и выведет окно с сообщением, аналогичным тому, которое показано ниже
Здесь Вам придется либо начать отладку, либо закрыть приложение.
Я продемонстрировал Вам, что случится, ссли ответным действием отладчика выбран вариант Stop Always Но для большинства исключений по умолчанию предла гается варианг Stop If Not Handled B этом случае отладчик, получив первое предуп реждение, просто сообщает о нсм в своем окне Output.
После этого отладчик разрешит потоку искать подходящие фильтры и, только если исключение не будет обработано, откроет следующее окно
NOTE
Очень важно помнить, что первое предупреждение вовсе не говорит о каких либо проблемах или "жучках" в приложении В сущности, оно появляется толь ко при отладке. Отладчик просто сообщает о возникновении исключения, и, если после эгого он не выводит уже известное Вам окно, это означает лишь одно фильтр обработал исключение, приложение продолжает нормально ра ботать. А вот последнее предупреждение говорит о том, что в Вашей програм ме есть некая проблема, которую надо устранить.
Прежде чем закончить обсуждение этой темы, хотелось бы упомянуть еще об од ной особенности диалогового окна Exceptions отладчика Оно полностью поддержи вает любые
определяемые Вами программные исключения. От Вас требуется лишь указать уникальный числовой код исключения, сго название и ответное действие от ладчика, а затем, щелкнув киопку Add, добавить это повое исключение в список По смотрите, как это сделал я, определив собственное исключение.
Программа-пример Spreadsheet
Этя программа, «25 Spreadsheet.exe» (см. листинг на рис. 25-1), демонстрирует, как передавать физическую память зарезервированному региону адресного простран ства — но не всему региону, а только его областям, нужным в данный момент. Алго ритм опирается на структурную обработку исключений. Файлы исходного кода и ре сурсов этой программы находятся в каталоге 25-Spreadshect на компакт-диске, при лагаемом к книге. После запуска Spreadsheet на экране появляется диалоговое окно, показанное ниже.
Программа Spreadsheet резервирует регион для двухмерной таблицы, содержащей 256 строк и 1024 колонки, с размером ячеек по 1024 байта Если бы программа за ранее передавала физическую память под всю таблицу, то ей понадобилось бы 268 435 456 байтов, или 256 Мб. Поэтому для экономии драгоценных ресурсов про грамма резервирует в своем адресном пространстве регион размером 256 Мб, нс пе редавая ему физическую память.
Допустим, пользователь хочет поместить значение 12345 в ячейку на пересечении строки 100 и колонки 100 (как на предыдущей иллюстрации) Кактолько он щелкнет кнопку Write Cell, программа попытается записать это значение в указанную ячейку таблицы.
Естественно, это вызовет нарушение доступа. Но, так как я использую в про грамме SEH, мой фильтр исключений, распознав попытку записи, выведет в нижней части диалогового окна сообщение «Violation: Attempting to Write», передаст память под нужную ячейку и заставит процессор повторить выполнение команды, возбудив шей исключение Теперь значение будет сохранено в ячсйкс таблицы, поскольку этой ячейке нередана физическая память.
Проделаем еще один эксперимент. Попробуем считать значение из ячейки на пересечении строки 5 и колонки 20 Этим мы вновь вызовем нарушение доступа. На этот раз фильтр исключений не передаст память, а выведет в диалоговом окне сооб щение «Violation: Attempting to Read». Программа корректно возобновит свою работу после неудавшейся попытки чтения, очистив поле Value диалогового окна.
Третий эксперимент: попробуем считать значение из ячейки на пересечении стро ки 100 и колонки 100. Так как этой ячейке передана физическая память, никаких ис ключений не возбуждается, и фильтр не выполняется (что положительно сказывается на быстродействии программы). Диалоговое окно будет выглядеть следующим об разом.
Ну и последний эксперимент запишем значение 54321 в ячейку на пересечении строки 100 и колонки 101 Эта операция пройдет успешно, без исключений, потому что данная ячейка находится на тоЙ жс странице памяти, что и ячейка (100, 100) В подтверждение этого Вы увидите сообщение "No Violation raised" в нижней части диалогового окна
В своих проектах я довольно часто пользуюсь виртуальной памятью и SEH. Как то раз я решил создать шаблонный С++-класс CVMArray, который инкапсулирует все, что нужно для использования этих механизмов Его исходный код содержится в фай ле VMArrayh (он является частью программы-примера Spreadsheet) Вы можете рабо тать с классом CVMArray двумя способами Во-первых, просто создать экземпляр это го класса, передав конструктору максимальное число элементов массива Класс авто матически устанавливает действующий на уровне всего процесса фильтр необрабо танных исключений, чтобы любое обращение из любого потока к адресу в виртуаль ном массиве памяти заставляло фильтр вызывать VirtualAlloc (для передачи физичес кой памяти новому элементу) и возвращать EXCEPTION_CONTINUE_EXFCUTION Ta кое применение класса CVMArray позволяет работать с разреженной памятью (sparse storage), не забивая SEH-фреймами исходный код программы Единственный недоста
ток в том, что Ваше приложение не сможет возобновить корректную работу, если по каким то причинам передать память не удается
Второй способ использования CVMArray — создание производного С++-класса Производный класс даст Вам все преимущества базового класса, и, кроме того, Вы
