📄 thunk.htm
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<title>打造自己的MFC</title>
</head>
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<div class="postTitle">
<a id="_db51046a3aa02ef8_HomePageDays_DaysList__ctl1_DayItem_DayList__ctl0_TitleUrl" href="http://blog.csdn.net/ringphone/archive/2004/09/28/118883.aspx">打造自己的MFC：thunk技术实现窗口类的封装</a>
</div>
<div class="postText">
<p>MFC功能已经非常强大，自己做界面库也许没什么意思，但是这个过程中却能学到很多东西。比如说：</p>
<p><strong>窗口类的封装,从全局窗口消息处理到窗口对象消息处理的映射方法：</strong></p>
<p><strong> </strong>对界面进行封装，一般都是一个窗口一个类，比如实现一个最基本的窗口类CMyWnd，你一定会把窗口过程作为这个类的成员函数，但是使用WINAPI创建窗口时必须注册类WNDCLASS，里面有个成员数据lpfnWndProc需要WNDPROC的函数指针，一般想法就是把窗口类的消息处理函数指针传过去，但是类成员函数除非是静态的，否则无法转换到WNDPROC，而全局的消息处理函数又无法得到窗口类对象的指针。这里有几种解决办法：<br>
<br>
一种解决方法是用窗口列表，开一个结构数组，窗口类对象创建窗口的时候把窗口HWND和this指针放入数组，全局消息处理函数遍历数组，利用HWND找出this指针，然后定位到对象内部的消息处理函数。这种方法查找对象的时间会随着窗口个数的增多而增长。<br>
<br>
另一种方法比较聪明一点，WNDCLASS里面有个成员数据cbWndExtra一般是不用的，利用这点，注册类时给该成员数据赋值，这样窗口创建时系统会根据该值开辟一块内存与窗口绑定，这时把创建的窗口类的指针放到该块内存，那么在静态的窗口消息循环函数就能利用GetWindowLong(hWnd,GWL_USERDATA)取出该指针，return
(CMyWnd*)->WindowProc(...)，这样就不用遍历窗口了。但是这样一来就有个致命弱点，对窗口不能调用SetWindowLong(hWnd,GWL_USERDATA,数据)，否则就会导致程序崩溃。幸好这个函数（特定这几个参数）是调用几率极低的，对于窗口，由于创建窗口都是调用窗口类的Create函数，不用手工注册WNDCLASS类，也就不会调用SetWindowLong函数。但是毕竟缺乏安全性，而且当一秒钟内处理的窗口消息很多时，这种查找速度也可能不够快。<br>
<br>
还有一种就是比较完美的解决办法，称之为thunk技术。thunk是一组动态生成的ASM指令，它记录了窗口类对象的this指针，并且这组指令可以当作函数，既也可以是窗口过程来使用。thunk先把窗口对象this指针记录下来，然后转向到静态stdProc回调函数，转向之前先记录HWND，然后把堆栈里HWND的内容替换为this指针，这样在stdProc里就可以从HWND取回对象指针，定位到WindowProc了。<br>
<br>
我们先来看看窗口过程函数定义：<br>
<br>
LRESULT WINAPI WindowProc(HWND hWnd,UINT uMsg,WPARAM
wParam,LPARAM lParam)<br>
<br>
其实当我们的窗口类CMyWnd创建窗口的时候，窗口句柄是可以得到并且作为成员数据保存，如此一来，第一个参数hWnd是可以不要的，因为可以通过this->m_hWnd得到，我们可以在这里做手脚，hWnd其实质是一个指针，如果把这个参数替换为窗口类对象的this指针，那么我们不就可以通过(CMyWnd*)hWnd->WindowProc转到窗口类内部的窗口过程了吗？但是窗口过程是系统调用的，怎么能把hWnd替换掉呢？我们先来看看系统调用这个函数时的堆栈情况：</p>
<p>系统调用m_thunk时的堆栈：<br>
ret HWND MSG WPARAM LPARAM<br>
-------------------------------------------<br>
栈顶
栈底<br>
<br>
系统把参数从右到左依次压栈，最后把返回地址压栈，我们只要在系统调用窗口过程时修改堆栈，把其中的hWnd参数替换掉就行了。这时thunk技术就有用武之地了，我们先定义一个结构：</p>
<p>#pragma pack(push,1) //该结构必须以字节对齐<br>
struct Thunk {<br>
BYTE Call;<br>
int Offset;<br>
WNDPROC Proc;<br>
BYTE Code[5];<br>
CMyWnd* Window;<br>
BYTE Jmp;<br>
BYTE ECX; <br>
};<br>
#pragma pack(pop)<br>
<br>
类定义：<br>
class CMyWnd<br>
{<br>
public:<br>
BOOL Create(...);<br>
LRESULT WINAPI WindowProc(UINT,WPARAM,LPARAM);<br>
static LRESULT WINAPI InitProc(HWND,UINT,WPARAM,LPARAM);<br>
static LRESULT WINAPI stdProc(HWND,UINT,WPARAM,LPARAM);<br>
WNDPROC CreateThunk();<br>
WNDPROC GetThunk(){return m_thunk}<br>
...<br>
<br>
private:<br>
WNDPROC m_thunk<br>
}</p>
<p>在创建窗口的时候把窗口过程设定为this->m_thunk,m_thunk的类型是WNDPROC，因此是完全合法的，当然这个m_thunk还没有初始化，在创建窗口前必须初始化：</p>
<p>WNDPROC CMyWnd::CreateThunk()<br>
{<br>
Thunk* thunk = new Thunk;<br>
<br>
///////////////////////////////////////////////<br>
//<br>
//系统调用m_thunk时的堆栈：<br>
//ret HWND MSG WPARAM LPARAM<br>
//-------------------------------------------<br>
//栈顶
栈底<br>
///////////////////////////////////////////////</p>
<p> //call Offset<br>
//调用code[0]，call执行时会把下一条指令压栈，即把Proc压栈<br>
thunk->Call = 0xE8; // call
[rel]32<br>
thunk->Offset =
(size_t)&(((Thunk*)0)->Code)-(size_t)&(((Thunk*)0)->Proc);
// 偏移量，跳过Proc到Code[0]<br>
thunk->Proc = CMyWnd::stdProc; //静态窗口过程<br>
<br>
//pop ecx，Proc已压栈，弹出Proc到ecx <br>
thunk->Code[0] = 0x59; //pop ecx<br>
<br>
//mov dword ptr [esp+0x4],this<br>
//Proc已弹出，栈顶是返回地址，紧接着就是HWND了。<br>
//[esp+0x4]就是HWND<br>
thunk->Code[1] = 0xC7; // mov<br>
thunk->Code[2] = 0x44; // dword ptr<br>
thunk->Code[3] = 0x24; // disp8[esp]<br>
thunk->Code[4] = 0x04; // +4<br>
thunk->Window = this;<br>
<br>
//偷梁换柱成功！跳转到Proc<br>
//jmp [ecx]<br>
thunk->Jmp = 0xFF; // jmp [r/m]32<br>
thunk->ECX = 0x21; // [ecx]<br>
<br>
m_thunk = (WNDPROC)thunk;<br>
return m_thunk;<br>
}<br>
<br>
这样m_thunk虽然是一个结构，但其数据是一段可执行的代码，而其类型又是WNDPROC，系统就会忠实地按窗口过程规则调用这段代码，m_thunk就把Window字段里记录的this指针替换掉堆栈中的hWnd参数，然后跳转到静态的stdProc:<br>
<br>
//本回调函数的HWND调用之前已由m_thunk替换为对象指针<br>
LRESULT WINAPI CMyWnd::stdProc(HWND hWnd,UINT uMsg,UINT wParam,LONG
lParam)<br>
{<br>
CMyWnd* w = (CMyWnd*)hWnd;<br>
<br>
return w->WindowProc(uMsg,wParam,lParam);<br>
}<br>
<br>
这样就把窗口过程转向到了类成员函数WindowProc，当然这样还有一个问题，就是窗口句柄hWnd还没来得及记录，因此一开始的窗口过程应该先定位到静态的InitProc，CreateWindow的时候给最后一个参数，即初始化参数赋值为this指针：</p>
<p>CreateWindowEx(<br>
dwExStyle,<br>
szClass,<br>
szTitle,<br>
dwStyle,<br>
x,<br>
y,<br>
width,<br>
height,<br>
hParentWnd,<br>
hMenu,<br>
hInst,<br>
this //初始化参数<br>
);，</p>
<p>在InitProc里面取出该指针：</p>
<p>LRESULT WINAPI CMyWnd::InitProc(HWND hWnd,UINT uMsg,UINT wParam,LONG
lParam)<br>
{ <br>
if(uMsg == WM_NCCREATE)<br>
{<br>
CMyWnd *w = NULL;<br>
w = (CMyWnd*)((LPCREATESTRUCT)lParam)->lpCreateParams;<br>
if(w)<br>
{<br>
//记录hWnd<br>
w->m_hWnd = hWnd;<br>
<br>
//改变窗口过程为m_thunk<br>
SetWindowLong(hWnd,GWL_WNDPROC,(LONG)w-CreateThunk());<br>
return
(*(WNDPROC)(w->GetThunk()))(hWnd,uMsg,wParam,lParam); <br>
}<br>
} <br>
return DefWindowProc(hWnd,uMsg,wParam,lParam);<br>
}<br>
<br>
这样就大功告成。</p>
<p><strong>窗口过程转发流程：<br>
<br>
</strong> 假设已建立CMyWnd类的窗口对象 CMyWnd
*window，初始化完毕后调用window->Create，这时Create的窗口其窗口过程函数是静态CMyWnd::InitWndProc</p>
<p> </p>
<p>
<table cellSpacing="0" cellPadding="0" border="0">
<tbody>
<tr>
<td noWrap width="1" bgColor="#00ff00">InitWndProc</td>
<td bgColor="#c0c0c0" colSpan="5" height="1">实现功能：window->Create创建窗口时已把对象this指针放入窗口初始化参数中，在此过程的WM_NCCREATE消息中把this指针取出来：CMyWnd
*w = (CMyWnd*)((LPCREATESTRUCT)lParam)->lpCreateParams;记录HWND:w->m_hWnd
= hWnd，然后设置窗口过程为w->m_thunk（thunk是一个WNDPROC类型的成员数据，所以可以设置）</td>
</tr>
<tr>
<td align="middle">└→</td>
<td noWrap bgColor="#00ff00" height="32">window->m_thunk</td>
<td bgColor="#99ccff" colSpan="4" height="32">实现功能：跳转到静态CMyWnd::stdProc，在此之前替换系统的调用参数HWND为this指针</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td align="middle">└→</td>
<td bgColor="#00ff00">stdProc</td>
<td noWrap bgColor="#c0c0c0" colSpan="3">实现功能：把HWND转换为窗口类指针：<br>
CMyWnd *w = (CMyWnd*)hWnd;<br>
return w->WindowProc(uMsg,wParam,lParam)</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td></td>
<td align="middle" height="32">└→</td>
<td noWrap width="1%" bgColor="#00ff00">window->WindowProc</td>
<td bgColor="#99ccff" colSpan="2">实现功能：执行实际的消息处理，窗口句柄已保存在m_hWnd</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p> 题外话：thunk的汇编代码全部写在注释里了，把这段汇编转成数据可费了不少劲，当时手头没有合适的工具，只有一本《8086/8088汇编语言程序设计》，根据附录中的指令码汇总表转成机器码数据，那里面根本没有EAX，ECX，ESP等的概念，只能连蒙带猜加调试，非法操作了n（n>10）回才得到那些数据，当时真是长出了一口气：TNND，终于搞定了！:-)</p>
</div>
</body>
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