鉤子函數(shù)(HOOK)

楊竹青

運(yùn)行機(jī)制

1、鉤子鏈表和鉤子子程：

每一個(gè)Hook都有一個(gè)與之相關(guān)聯(lián)的指針列表，稱之為鉤子鏈表，由系統(tǒng)來維護(hù)。這個(gè)列表的指針指向指定的，應(yīng)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(gè)處理子程。當(dāng)與指定的Hook類型關(guān)聯(lián)的消息發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)就把這個(gè)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(jìn)，避免這些消息傳遞到下一個(gè)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(quán)。

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(dāng)有一個(gè)鉤子被卸載，Windows 便釋放其占用的內(nèi)存，并更新整個(gè)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(huì)自動(dòng)為它做卸載鉤子的操作。

鉤子子程是一個(gè)應(yīng)用程序定義的回調(diào)函數(shù)(CALLBACK Function),不能定義成某個(gè)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(guān)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(yīng)用程序定義的名字。

nCode參數(shù)是Hook代碼，Hook子程使用這個(gè)參數(shù)來確定任務(wù)。這個(gè)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(guān)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(gè)應(yīng)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(dāng)指定類型的Hook監(jiān)視的事件發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)就調(diào)用與這個(gè)Hook關(guān)聯(lián)的Hook鏈的開頭的Hook子程。每一個(gè)Hook鏈中的Hook子程都決定是否把這個(gè)事件傳遞到下一個(gè)Hook子程。Hook子程傳遞事件到下一個(gè)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(gè)由別的進(jìn)程創(chuàng)建的線程的標(biāo)識，
      // lpfn必須指向DLL中的鉤子子程。
      // 除此以外，lpfn可以指向當(dāng)前進(jìn)程的一段鉤子子程代碼。
      // 鉤子函數(shù)的入口地址，當(dāng)鉤子鉤到任何消息后便調(diào)用這個(gè)函數(shù)。
　　　　　HINSTANCE hMod,  // 應(yīng)用程序?qū)嵗�的句柄。�?biāo)識包含lpfn所指的子程的
DLL。
      // 如果dwThreadId 標(biāo)識當(dāng)前進(jìn)程創(chuàng)建的一個(gè)線程，
      // 而且子程代碼位于當(dāng)前進(jìn)程，hMod必須為NULL。
      // 可以很簡單的設(shè)定其為本應(yīng)用程序的實(shí)例句柄。
　　　　　DWORD dwThreadId // 與安裝的鉤子子程相關(guān)聯(lián)的線程的標(biāo)識符。
      // 如果為0，鉤子子程與所有的線程關(guān)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(guān)聯(lián)是指在一鉤子鏈表中發(fā)給該線程的消息同時(shí)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(quán)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(gè)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(gè)鉤子子程。這個(gè)函數(shù)成功時(shí)返回鉤子鏈中下一個(gè)鉤子過程的返回值，返回值的類型依賴于鉤子的類型。這個(gè)函數(shù)的原型如下：

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

hhk為當(dāng)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(guān)。


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(yīng)用程序?qū)⒉粫?huì)接收到鉤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(huì)造成麻煩。釋放鉤子比較簡單，UnHookWindowsHookEx()只有一個(gè)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(yùn)行機(jī)制：

在Win16環(huán)境中，DLL的全局?jǐn)?shù)據(jù)對每個(gè)載入它的進(jìn)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?xì)w調(diào)用它的線程或進(jìn)程所有。當(dāng)進(jìn)程在載入DLL時(shí)，操作系統(tǒng)自動(dòng)把DLL地址映射到該進(jìn)程的私有空間，也就是進(jìn)程的虛擬地址空間，而且也復(fù)制該DLL的全局?jǐn)?shù)據(jù)的一份拷貝到該進(jìn)程空間。也就是說每個(gè)進(jìn)程所擁有的相同的DLL的全局?jǐn)?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(gè)進(jìn)程中共享數(shù)據(jù)，就必須進(jìn)行必要的設(shè)置。在訪問同一個(gè)Dll的各進(jìn)程之間共享存儲(chǔ)器是通過存儲(chǔ)器映射文件技術(shù)實(shí)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(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)段里，并把該段的屬性設(shè)置為共享。必須給這些變量賦初值，否則編譯器會(huì)把沒有賦初始值的變量放在一個(gè)叫未被初始化的數(shù)據(jù)段中。

#pragma data_seg預(yù)處理指令用于設(shè)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(jìn)程看到和共享。再加上一條指令#pragma comment(linker,"/section:.SharedDataName,rws"),那么這個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)中的數(shù)據(jù)可以在所有DLL的實(shí)例之間共享。所有對這些數(shù)據(jù)的操作都針對同一個(gè)實(shí)例的，而不是在每個(gè)進(jìn)程的地址空間中都有一份。

當(dāng)進(jìn)程隱式或顯式調(diào)用一個(gè)動(dòng)態(tài)庫里的函數(shù)時(shí)，系統(tǒng)都要把這個(gè)動(dòng)態(tài)庫映射到這個(gè)進(jìn)程的虛擬地址空間里(以下簡稱"地址空間")。這使得DLL成為進(jìn)程的一部分，以這個(gè)進(jìn)程的身份執(zhí)行，使用這個(gè)進(jìn)程的堆棧。

4、系統(tǒng)鉤子與線程鉤子：

SetWindowsHookEx()函數(shù)的最后一個(gè)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(dāng)前線程或者當(dāng)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?yàn)橄到y(tǒng)勾子會(huì)影響系統(tǒng)中所有的應(yīng)用程序，所以勾子函數(shù)必須放在獨(dú)立的動(dòng)態(tài)鏈接庫(DLL) 中。系統(tǒng)自動(dòng)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(jìn)程的地址空間中，即將這個(gè)DLL注入了那些進(jìn)程。

幾點(diǎn)說明：

（1）如果對于同一事件（如鼠標(biāo)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(huì)自動(dòng)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(gè)勾子處理過程，這些勾子處理過程形成了勾子鏈。當(dāng)前勾子處理結(jié)束后應(yīng)把勾子信息傳遞給下一個(gè)勾子函數(shù)。

（3）勾子特別是系統(tǒng)勾子會(huì)消耗消息處理時(shí)間，降低系統(tǒng)性能。只有在必要的時(shí)候才安裝勾子，在使用完畢后要及時(shí)卸載。