LẬP TRÌNH TRÊN MÔI TRƯỜNG WINDOWS *** Dynamic Link Library & Hook

1. LẬP TRÌNH TRÊN MÔI TRƯỜNG WINDOWS***Dynamic Link Library & Hook Phạm Minh Tuấn pmtuan@fit.hcmuns.edu.vn

2. Nội dung trình bày • Thư viện liên kết động • Hook Khoa CNTT - ĐH KHTN

3. Thư viện liên kết động - DLL • Giới thiệu • Xây dựng DLL • Sử dụng DLL Khoa CNTT - ĐH KHTN

4. Thư viện liên kết động - DLL • Giới thiệu - Liên kết (Linking) là gì? • Liên kết là cách thức mà trình biên dịch nhúng/kết hợp các đoạn mã thực thi của những module thư viện (Lib) vào chương trình. • Có 2 cách liên kết • Liên kết tĩnh (Static linking) • Liên kết động (Dynamic linking) Khoa CNTT - ĐH KHTN

5. Thư viện liên kết động - DLL • Giới thiệu - Các loại thư viện • Thư viện liên kết tĩnh (Static linking library) • Dạng file: .LIB • Chứa mã lệnh nhị phân của các hàm thư viện • Dùng để nhúng vào file chương trình khi thực hiện giai đoạn liên kết (linking) của quá trình biên dịch • Trình biên dịch sẽ copy đoạn mã lệnh của hàm thư viện vào trong những module gọi Khoa CNTT - ĐH KHTN

6. Thư viện liên kết động - DLL • Giới thiệu - Các loại thư viện • Thư viện liên kết tĩnh (Static linking library) • Ưu điểm: • Dễ thực hiện • Chương trình có thể chạy độc lập, không cần các file kèm theo • Chương trình sẽ chạy nhanh hơn (nếu kích thước nhỏ) • Khuyết điểm: • Đoạn mã lệnh được nhúng vào file chương trình . • Kích thước chương trình lớn, tốn bộ nhớ • Đoạn mã lệnh được nhúng vào nhiều file chương trình khác nhau=> không tối ưu • Khi thay đổi hàm thư viện phải biên dịch lại toàn bộ các file chương trình Khoa CNTT - ĐH KHTN

7. Thư viện liên kết động - DLL • Giới thiệu - Các loại thư viện • Thư viện liên kết động (Dynamic linking library) • Dạng file: .LIB và .DLL • File .Lib: • Thư viện nhập (Import library). • Không chứa mã lệnh của các hàm, chỉ chứa các thông tin cần thiết để Hệ điều hành nạp thư viện DLL và xác định các hàm export trong DLL • Sử dụng khi dùng cách thức load-time dynamic linking • File .DLL: • Chứa mã lệnh nhị phân của các hàm thư viện • Được tải vào bộ nhớ khi ứng dụng gọi hàm thư viện • Cần có khi thực hiện ứng dụng • Mã lệnh của các hàm sẽ không được nhúng vào trong file chương trình của ứng dụng • Ứng dụng chỉ cần lưu thông tin của hàm thư viện, và khi cần Hệ điều hành sẽ tải các hàm thư viện vào bộ nhớ Khoa CNTT - ĐH KHTN

8. Thư viện liên kết động - DLL • Giới thiệu - Các loại thư viện • Thư viện liên kết động (Dynamic linking library) • Ưu điểm: • Kích thước của ứng dụng nhỏ • Khi không còn sử dụng, có thể giải phóng DLL khỏi bộ nhớ • Khi cần nâng cấp, chỉ cần thay thế file DLL, các file chương trình khác không bị ảnh hưởng • Khuyết điểm: • Khó sử dụng hơn Khoa CNTT - ĐH KHTN

9. Thư viện liên kết động - DLL • Giới thiệu - Định nghĩa DLL • Là thư viện chứa các hàm và dữ liệu có thể được gọi từ các module khác (module có thể là 1 ứng dụng EXE hay là một DLL khác) • DLL được nạp vào bộ nhớ lúc run-time và được map vào vùng nhớ của tiến trình gọi • DLL có thể chứa 2 loại hàm thư viện: • Export: được phép gọi từ các module khác • Internal: chỉ được dùng nội bộ trong DLL Khoa CNTT - ĐH KHTN

10. Thư viện liên kết động - DLL • Giới thiệu • Xây dựng DLL • Sử dụng DLL Khoa CNTT - ĐH KHTN

11. Thư viện liên kết động - DLL • Xây dựng DLL • Để export một hàm thì sử dụng khai báo __declspec(dllexport) hoặc sử dụng DEF file • Để import một hàm thì sử dụng khai báo __declspec(dllimport) • Ví dụ • Khai báo export một hàm trong DLL __declspec(dllexport) void HoanVi(int & a, int & b) { int t=b; b=a; a=t; } • Khai báo sử dụng một hàm từ DLL __declspec(dllimport)void HoanVi(int &a, int&b); Khoa CNTT - ĐH KHTN

12. Thư viện liên kết động - DLL • Giới thiệu • Xây dựng DLL • Sử dụng DLL Khoa CNTT - ĐH KHTN

13. Thư viện liên kết động - DLL • Sử dụng DLL • Cách thức tìm kiếm file DLL • Cách thức gọi hàm của DLL trong một ứng dụng • Load-time Dynamic Linking • Run-time Dynamic Linking Khoa CNTT - ĐH KHTN

14. Thư viện liên kết động - DLL • Sử dụng DLL • Cách thức tìm kiếm file DLL • Dựa vào giá trị của HKLM\System\CurrentControlSet\Control\ Session Manager\SafeDllSearchMode • Nếu SearchMode=1 • Nơi chứa chương trình ứng dụng gọi DLL • Thư mục system, system32 • Thư mục Windows • Thư mục hiện hành • Các thư mục được liệt kê trong biến môi trường PATH • Nếu SearchMode=0 • Nơi chứa chương trình ứng dụng gọi DLL • Thư mục hiện hành • Thư mục system, system32 • Thư mục Windows • Các thư mục được liệt kê trong biến môi trường PATH Khoa CNTT - ĐH KHTN

15. Thư viện liên kết động - DLL • Sử dụng DLL • Cách thức gọi hàm của DLL trong một ứng dụng • Load-time Dynamic Linking • Ứng dụng cần liên kết với file thư viện nhập (Import Lib) của DLL • Ứng dụng sẽ nạp DLL ngay từ ban đầu • Nếu không tìm ra DLL lúc nạp, ứng dụng sẽ kết thúc ngay • Cách làm: • Add file thư viện nhập (DllName.lib) vào project • Khai báo các hàm IMPORT từ DLL • Gọi hàm của thư viện DLL như gọi hàm bình thường Khoa CNTT - ĐH KHTN

16. Thư viện liên kết động - DLL • Sử dụng DLL • Cách thức gọi hàm của DLL trong một ứng dụng • Run-time Dynamic Linking • Ứng dụng sẽ dùng hàm LoadLibrary hay LoadLibraryEx để nạp DLL tại thời điểm cần thiết • Sau khi DLL được nạp, ứng dụng sẽ dùng hàm GetProcAddress để lấy địa chỉ của hàm export trong DLL • Ứng dụng sẽ gọi hàm export trong DLL bằng cách dùng con trỏ hàm trả về từ hàm GetProcAddress • Cách này không cần dùng đến file thư viện nhập (Import Lib) • Có thể xử lý lỗi không tìm thấy DLL, tránh kết thúc ứng dụng tức thời. Khoa CNTT - ĐH KHTN

17. Thư viện liên kết động - DLL • Sử dụng DLL • Cách thức gọi hàm của DLL trong một ứng dụng • Run-time Dynamic Linking • Ví dụ typedef void (*HoanVi)(int & a, int & b) ... hinstDLL = LoadLibrary(_T("hook.dll")); proc = (HoanVi)GetProcAddress(hinstDLL, “HoanVi"); proc(a,b); Khoa CNTT - ĐH KHTN

18. Thư viện liên kết động – Ví dụ minh họa Sử dụng win32API Khoa CNTT - ĐH KHTN

19. Thư viện liên kết động – Ví dụ minh họa Sử dụng win32API Khoa CNTT - ĐH KHTN

20. Thư viện liên kết động – Ví dụ minh họa Phân tích hàm DllMain BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule, DWORD ul_reason_for_call, LPVOID lpReserved ) { return TRUE; } Khoa CNTT - ĐH KHTN

21. Thư viện liên kết động – Ví dụ minh họa Phân tích hàm DllMain (đầy đủ) • BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule, DWORD ul_reason_for_call, • LPVOID lpReserved ) • { switch (ul_reason_for_call) • { • case DLL_PROCESS_ATTACH: • case DLL_THREAD_ATTACH: • case DLL_THREAD_DETACH: • case DLL_PROCESS_DETACH: • break; • } • return TRUE; • } Khoa CNTT - ĐH KHTN

22. Thư viện liên kết động – Ví dụ minh họa • Trong đó: • Hàm DllMain là hàm chính của DLL • Hàm DllMain được gọi khi DLL được load vào bộ nhớ hoặc khi Windows yêu cầu DLL kết thúc (unload khỏi bộ nhớ) • Hàm DllMain có nhiệm vụ khởi tạo hoặc giải phóng các tài nguyên sử dụng cho DLL đó (nếu có) • Các tham số: • • hModule: handle của DLL, do Windows tạo ra • • ul_reason_for_call: lý do hàm DllMain được gọi Khoa CNTT - ĐH KHTN

23. Thư viện liên kết động – Ví dụ minh họa • DLL_PROCESS_ATTACH: • • Hàm DllMain với tham số DLL_PROCESS_ATTACH được gọi khi process tiến hành load DLL • • Thư viện DLL đang được Windows ánh xạ vào vùng nhớ của tiến trình (thực hiện lời gọi DLL) • • Đây là thời điểm để DLL khởi tạo các biến, cấp phát vùng nhớ hay nhữngthao tác cần thiết khác trước khi cho phép tiến trình gọi đến các hàm của thư viện • DLL_PROCESS_DETACH: • • Thư viện DLL được giải phóng khỏi vùng nhớ của tiến trình do 1 trong 3 nguyên nhân: nạp DLL không thành công, tiến trình kết thúc, hay tiến trình gọi hàm FreeLibrary • • Đây là thời điểm để giải phóng các biến hay tài nguyên mà DLL đã cấp phát Khoa CNTT - ĐH KHTN

24. Thư viện liên kết động – Ví dụ minh họa • DLL_THREAD_ATTACH: • • Khi tiến trình tạo mới một tiểu trình (Thread), Windows gọi hàm DllMain của tất cả các thư viện DLL đang được sử dụng với tiến trình đó. • • Đây là thời điểm để khởi tạo các biến dùng cho tiểu trình • • Lưu ý rằng tình huống này chỉ xảy ra khi tiểu trình được tạo sau khi thư việnDLL đã load vào tiến trình, nghĩa là nếu DLL được load bằng hàn LoadLibrary thì tất cả các tiểu trình hiện có (trong tiến trình) sẽ không gọi hàm DllMain với tham số này. • DLL_THREAD_DETACH: • • Khi 1 tiểu trình kết thúc, Windows gọi hàm DllMain của tất cả các thư viện DLLđang được sử dụng với tiểu trình này. • • Đây là thời điểm để giải phóng các biến dùng cho tiểu trình Khoa CNTT - ĐH KHTN

25. Thư viện liên kết động – Ví dụ minh họa __declspec(dllexport) void HoanVi(int & a, int & b) { int t=b; b=a; a=t; } BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule, DWORD ul_reason_for_call, LPVOID lpReserved ) { return TRUE; } Khoa CNTT - ĐH KHTN

26. Thư viện liên kết động – Ví dụ minh họa • Sử dụng thư viện MyDLL • Tạo một ứng dụng để sử dụng thư viện MyDLL • (ví dụ: ứng dụng MyAPP) • Biên dịch và chạy chương trình: • Copy tập tin MyDLL.DLL vào thư mục Debug của “MyAPP” • Copy tập tin MyDLL.LIB vào thư mục MyAPP • Add tập tin MyDLL.LIB vào project MyAPP Khoa CNTT - ĐH KHTN

27. Thư viện liên kết động – Ví dụ minh họa __declspec(dllimport) void HoanVi(int &a, int&b); void CTmp2Dlg::OnButton1() { int a =2, b=3; HoanVi(a,b); CString s; s.Format("%i %i", a, b); MessageBox(s); } Khoa CNTT - ĐH KHTN

28. XÂY DỰNG DLL DÙNG THƯ VIỆN MFC Khoa CNTT - ĐH KHTN

29. XÂY DỰNG DLL DÙNG THƯ VIỆN MFC Khoa CNTT - ĐH KHTN

30. XÂY DỰNG DLL DÙNG THƯ VIỆN MFC • Regular DLL: • • Chỉ export các hàm theo dạng C-style, không thể export class, hàm thành phần của class, các hàm định nghĩa chồng (overloaded function) • • Các ứng dụng Win32 và MFC đều có thể sử dụng loại DLL • • “with MFC statically linked”: DLL sẽ được liên kết với các DLL chuẩn của MFC theo cách liên kết tĩnh • • “using shared MFC DLL”: DLL sẽ được liên kết với các DLL chuẩn của MFCtheo cách liên kết động • MFC Extention DLL: • • Cho phép export các class. Ứng dụng khác có thể tạo các project từ các class, hoặc xây dựng các lới kế thừa từ class này. • • DLL sẽ được liên kết với các DLL chuẩn của MFC theo cách liên kết động • • Chỉ có các ứng dụng MFC mới có thể dùng với loại DLL này. Khoa CNTT - ĐH KHTN

31. XÂY DỰNG DLL DÙNG THƯ VIỆN MFC Xây dựng thư viện MFC Extention DLL MyMFCDLL class AFX_EXT_CLASSCMyClass { public: void SetFirstName(CString s); void ShowMessageBox(); CMyClass(); virtual ~CMyClass(); protected: CStringm_FirstName; }; Khoa CNTT - ĐH KHTN

32. XÂY DỰNG DLL DÙNG THƯ VIỆN MFC CMyClass::CMyClass() { m_FirstName="MyFirstDLL Sample"; } void CMyClass::ShowMessageBox() { AfxMessageBox(m_FirstName); } void CMyClass::SetFirstName(CString s) { m_FirstName = s; } Khoa CNTT - ĐH KHTN

33. XÂY DỰNG DLL DÙNG THƯ VIỆN MFC Trong ứng dụng MyAPP: #include "..\MyMFCDLL\MyClass.h" void CMyAPPDlg::OnButton1() { CMyClass my; my.ShowMessageBox(); } Khoa CNTT - ĐH KHTN

34. CÁCH THỨC GỌI DLL TRONG ỨNG DỤNG –Run-time Khoa CNTT - ĐH KHTN

35. Nội dung trình bày • Thư viện liên kết động • Hook Khoa CNTT - ĐH KHTN

36. Hook • Giới thiệu Cơ chế cho phép chặn các sự kiện trước khi chúng được gửi tới hàm xử lý sự kiện tương ứng. Khoa CNTT - ĐH KHTN

37. Hook • Giới thiệu • Hook sẽ khiến cho hệ thống chậm hơn nên chỉ sử dụng khi cần thiết • Với mỗi loại hook hệ thống sẽ duy trì một dãy các hook procedure tương ứng(hook chain) • Hook procedure có thể giám sát, hiệu chỉnh thông điệp hoặc ngăn cản việc chuyển thông điệp đến nơi tương ứng LRESULT CALLBACK HookProc( int nCode, WPARAM wParam, LPARAM lParam ) { ……………………… } Khoa CNTT - ĐH KHTN

38. Hook • Giới thiệu • Global hook cho phép chặn thông điệp của tất cả các tiến trình • Hook procedure phải đặt trong một DLL nào đó • Thread-specific hook chỉ cho phép chặn thông điệp của một tiến trình cụ thể • Nếu chương trình chặn thông điệp của chính nó thì hook procedure có thể thuộc chương trình đó • Nếu chương trình chặn thông điệp của tiến trình khác thì hook procedure phải đặt trong một DLL nào đó Khoa CNTT - ĐH KHTN

39. Hook • Các loại hook • WH_CALLWNDPROC • WH_CALLWNDPROCRET • WH_CBT • WH_DEBUG • WH_FOREGROUNDIDLE • WH_GETMESSAGE • WH_JOURNALPLAYBACK • WH_JOURNALRECORD • WH_KEYBOARD_LL • WH_KEYBOARD • WH_MOUSE_LL • WH_MOUSE • WH_MSGFILTER • WH_SYSMSGFILTER • WH_SHELL Khoa CNTT - ĐH KHTN

40. Hook • Cài đặt Hook procedure • Sử dụng hàm SetWindowsHookEx • Gỡ bỏ Hook procedure • Sử dụng hàm UnhookWindowsHookEx Khoa CNTT - ĐH KHTN

41. previous key state ALT key 0-15 repeat count 16-23 scan code 24 25-28 29 30 31 extended key transition state Hook • Demo Keyboard Hook • Keyboard Hook procedure được gọi khi ứng dụng gọi GetMessage hay PeekMessage và có một sự kiện bàn phím để xử lý • nCode: • HC_ACTION: wParam và lParam chứa thông tin về sự kiện bàn phím • HC_NOREMOVE: wParam và lParam chứa thông tin về sự kiện bàn phím nhưng thông điệp vẫn còn nằm trong hàng đợi • wParam: virtual-key code của phím • lParam: Khoa CNTT - ĐH KHTN

42. Khoa CNTT - ĐH KHTN