Nghiên cứu các phương pháp nhận dạng từ dưới cursor mouse trên Desktop Windows. Viết chương trình nhận dạng từ này - Lương Cao Hoài Tâm

87 trang huongle 3060

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Nghiên cứu các phương pháp nhận dạng từ dưới cursor mouse trên Desktop Windows. Viết chương trình nhận dạng từ này - Lương Cao Hoài Tâm", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

nghien_cuu_cac_phuong_phap_nhan_dang_tu_duoi_cursor_mouse_tr.pdf

Nội dung text: Nghiên cứu các phương pháp nhận dạng từ dưới cursor mouse trên Desktop Windows. Viết chương trình nhận dạng từ này - Lương Cao Hoài Tâm

Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 1 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHOA CƠNG NGHỆ THƠNG TIN Đề tài : Nghiên cứu các phương pháp nhận dạng từ dưới cursor mouse trên Desktop Windows. Viết chương trình nhận dạng từ này. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 2 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU VỀ LẬP TRÌNH WINDOWS 4 I. Khái quát về lập trình trong Windows 5 II. Thơng điệp và xử lý thơng điệp 7 III. Giao diện thiết bị đồ họa GDI 11 IV. Cửa sổ trong Windows 15 V. Chương trình Windows tiếp nhận thơng điệp chuột 22 CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ HOOK 26 1 - Chuỗi hook 27 2 - Thủ tục hook 27 3 - Các loại hook 28 4 - Sử dụng hook 30 5 - Hook trong Windows 3.x 31 6 - Giới thiệu một số hàm liên quan đến hook 33 CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT OVERRIDE HÀM API 36 I. Khái quát về kỹ thuật override 37 II. Lý do sử dụng kỹ thuật override trong lập trình Windows 37 III. Cơ chế hoạt động và quản lý bộ nhớ trên Windows 16bits 38 IV. Cơ chế hoạt động và quản lý bộ nhớ trên Windows 32bits 41 V. Hiện thực kỹ thuật override trên Windows 16bits 45 VI. Một số hàm được sử dụng trong kỹ thuật override 50 CHƯƠNG 4: KẾT XUẤT VĂN BẢN TRONG WINDOWS 54 I. Kết xuất văn bản trong Windows 55 II. Các hàm căn bản để kết xuất văn bản 55 CHƯƠNG 5: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH 66 I. Phân tích vấn đề 67 II. Thiết kế chương trình 68 III. Giới thiệu một số hàm cĩ liên quan 78 IV. Giới thiệu một số cấu trúc dữ liệu cĩ liên quan 92 KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 97 SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 3 Đề tài : Nghiên cứu các phương pháp nhận dạng từ dưới cursor mouse trên Desktop Windows. Viết chương trình nhận dạng từ này. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 4 Lời Mở Đầu gày nay, hầu như mọi cơng việc hàng ngày liên quan đến cuộc sống của chúng ta đều diễn ra trên máy tính. Từ việc soạn thảo văn bản, gởi nhận thơng tin đến việc tra cứu, truy cập thơng tin từ hệ thống mạng máy tính tồn cầu Internet đối với người sử dụng là cơng việc thường ngày và rất phổ biến. Từ đĩ, sẽ phát sinh vấn đề là người sử dụng sẽ cần tìm hiểu ý nghĩa của một từ, một câu hoặc cần phải dịch một đoạn văn bản, một file dữ liệu nào đĩ ra tiếng Việt và ngược lại. Đây là một nhu cầu cần thiết và hầu như xảy ra thường xuyên đối với nhiều người, do đĩ nhận dạng từ đặc biệt là nhận dạng từ trên màn hình trong mơi trường Windows là việc làm cần thiết và cĩ ý nghĩa thực tế. Kết quả của việc nhận dạng từ sẽ được dùng để xây dựng nên các ứng dụng khác chẳng hạn như các từ điển được tra cứu theo kiểu tương tác trực tiếp sẽ rất thuận tiện cho người sử dụng bởi vì theo cách này thì cho dù đang ở trong bất kỳ ứng dụng nào khi cần tra cứu thì thao tác trực tiếp ngay trên ứng dụng đang dùng tức là chỉ cần click chuột vào đĩ chứ khơng cần phải mở từ điển rồi tra cứu từ đĩ theo kiểu cổ điển. Vì thế, trong thời gian làm Luận Án Tốt nghiệp được sự hướng dẫn của thầy Lê Tấn Hùng nhĩm sinh viên chúng tơi thực hiện đề tài: “ Nhận dạng từ dưới cursor mouse trên deskop Windows. Viết chương trình nhận dạng từ này ”. Trong giai đoạn đầu của Luận Án Tốt Nghiệp chúng tơi đã nghiên cứu được một số vấn đề quan trọng và căn bản cĩ ý nghĩa trong việc thực hiện yêu cầu đã đặt ra của đề tài. Đề tài này chỉ tập trung nhận dạng từ ở dạng text trên desktop của mơi trường Windows rồi xuất kết quả ra. Trong thời gian làm Luận Án Tốt Nghiệp nhĩm sinh viên chúng tơi đã tiến hành nghiên cứu cơ chế hoạt động và quản lý của hệ điều hành Windows. Nghiên cứu về phương thức lập trình trong mơi trường Windows và các phương tiện mà Windows hỗ trợ khi lập trình. Tham khảo và nghiên cứu kỹ thuật override các hàm giao tiếp của Windows ở chế độ 16 bit và 32 bit. Nghiên cứu cách xử lý các thơng điệp trong Windows và tìm hiểu về cách kết xuất văn bản, về chế độ ánh xạ, vấn đề tọa độ . . . và cách xử lý văn bản. Trên cơ sở đĩ bước đầu chúng tơi đã xây dựng xong một ứng dụng cĩ khả năng nhận dạng được từ trên nền Windows 16 bit được viết bằng ngơn ngữ Visual C++ version 1.5 và hướng phát triển trong thời gian tới là hiện thực nĩ trên nền Win32. Báo cáo của chúng tơi sẽ lần lượt điểm qua những nội dung mà chúng tơi đã nghiên cứu và tìm hiểu được trong thời gian qua. Sau đĩ là phần giới thiệu chi tiết về chương trình từ khâu phân tích-thiết kế cho đến phần chương trình nguồn và cuối cùng sẽ là nêu những vấn đề cịn tồn tại và hướng phát triển trong tương lai. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 5 Chương 1: TTÌÌMM HHIIỂỂUU VVỀỀ LLẬẬPP TTRRÌÌNNHH WWIINNDDOOWWSS SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 6 I - KHÁI QUÁT VỀ LẬP TRÌNH TRONG WINDOWS: 1 - Khái quát về lập trình trong Windows: Mơi trường lập trình Windows về cơ bản là dựa trên bộ hàm API (Application Programmer Interface), nĩ cĩ chức năng như các ngắt trong bảng vector ngắt của DOS, nhưng nĩ thân thiện hơn ở chỗ cách gọi hàm API giống hệt cách gọi hàm của ngơn ngữ cấp cao, mỗi hàm cĩ một tên gọi hẳn hoi, và tên gọi thường được đặt rất phù hợp với cơng dụng của hàm (mặc dù cĩ hơi dài dịng) từ đĩ tạo khả năng gợi nhớ cao. Với Windows, người lập trình khơng cịn phải lập trình theo kiểu assembly nữa mà lập trình theo kiểu ngơn ngữ cấp cao, mọi hoạt động trong máy ở mức thấp từ hàm API trở xuống thuộc phạm vi của Windows, và Windows khơng khuyến khích việc các ứng dụng can thiệp vào lĩnh vực này. Bù lại, bằng các hàm API, nĩ hỗ trợ rất hiệu quả cho người lập trình, giúp khai thác khả năng của thiết bị triệt để, dễ dàng và tiện lợi hơn bao giờ hết. Cĩ thể nĩi Windows đã mở ra cho người lập trình khơng gian rộng lớn để phát triển ứng dụng, và hạn chế khơng gian phát triển hệ thống. Điều này dẫn đến hệ quả là các ứng dụng được tạo ra hết sức dễ dàng, và quan trọng là hệ thống chạy ổn định hơn, khơng bị treo do lỗi của ứng dụng, khơng thể xâm nhập, nhưng sẽ rất khĩ khăn nếu người lập trình muốn trực tiếp điều khiển hoạt động trong máy và phát triển về lập trình hệ thống. - Tìm hiểu hàm Windows API: Windows là một hệ điều hành đa nhiệm (multitasking) mà qua đĩ các ứng dụng ở trong mơi trường Windows sẽ giao tiếp với user thơng qua một hay nhiều giao diện. Để truy cập các giao diện này thì các ứng dụng được xây dựng trên mơi trường Windows sẽ sử dụng tập các hàm được gọi là giao diện chương trình ứng dụng API (Application Program Interface). Chương trình của người sử dụng cĩ thể gọi tới các hàm API để truy cập tới mọi tài nguyên của Windows. GDI là một bộ phận của API, giao diện thiết bị đồ họa GDI (Graphic Device Interface) cĩ nhiệm vụ duy trì sự độc lập của Windows đối với các thiết bị đồ họa hay cịn gọi là khả năng độc lập thiết bị (device independent) tức là cho phép Windows làm việc với nhiều kiểu thiết bị đồ họa khác nhau. 2 - Thư viện liên kết động DLL (Dynamic Link Library): Thư viện liên kết động là các tập tin được Windows lưu dưới dạng nhị phân chứa các hàm mà mọi ứng dụng trên Windows đều cĩ thể sử dụng. Nét đặc trưng của DLL là nĩ cĩ thể được sử dụng bởi nhiều ứng dụng tại cùng một thời điểm hay nĩi cách khác thư viện liên kết động cĩ thể cùng một lúc được gọi bởi nhiều chương trình. DLL là một dữ liệu chia sẻ được (shared data). Cĩ 3 loại DLL khác nhau: SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 7 - Thư viện liên kết động API: thuộc hệ thống Windows, khi cài hệ điều hành thì nĩ đã cĩ sẵn. Chúng được nạp khi Windows khởi động. - Thư viện liên kết động third party: do các cơng ty khác tạo ra trên mơi trường Windows, hỗ trợ thêm cơng tác lập trình trong Windows. - Thư viện liên kết động do chúng ta tạo ra. Windows sử dụng cấu trúc thư viện liên kết động DLL (Dynamic Link Library) nhằm mục đích khơng sao chép một khối lượng lớn các mã vào trong chương trình như ở các thư viện thơng thường. Nhờ cấu trúc động của DLL nên mọi chương trình đều cĩ thể truy cập thư viện trong thời gian thực thi. Các hàm API được Windows giữ dưới dạng hỗn hợp trong một số DLL. Trong quá trình dịch khi gặp lệnh gọi hàm API từ chương trình ứng dụng thì chương trình dịch khơng thêm mã này vào module thực hiện mà chỉ thêm các lệnh liên kết (chứa tên của DLL bên trong cĩ hàm cần nạp) và tên hàm đĩ. Khi thực thi chương trình thì hàm API thực sự mới được nạp vào bộ nhớ để thực hiện. Cùng với sự phát triển của Windows là sự phát triển của lập trình hướng đối tượng, và để hỗ trợ cho việc lập trình hướng đối tượng, Microsoft đã cung cấp cho người lập trình một bộ thư viện các lớp cơ bản để phát triển các ứng dụng hướng đối tượng gọi là MFC (Microsoft Foundation Classes), nội dung của nĩ bao gồm thơng tin về các lớp cơ bản được chuẩn hĩa như lớp application; document; view; OLE; cửa sổ; nút bấm; text; v.v , trong các lớp này mọi thứ liên quan đến nĩ (bao gồm dữ liệu và các chương trình xử lý của nĩ) đều được làm hồn chỉnh, người lập trình chỉ việc lấy ra sử dụng, hoặc cĩ thể thêm bớt một ít tính năng đặc trưng cho đối tượng của mình. Mục tiêu chính của MFC là hệ thống hĩa các hàm API, cung cấp một thể thức gọi gọn các hàm API, cung cấp một “khung làm việc” (framework) cực mạnh để người lập trình khơng cần phải quan tâm đến những đoạn chương trình thuộc về “thủ tục” mà chỉ cần quan tâm đến phần cốt lõi để đạt được mục đích. II - THƠNG ĐIỆP VÀ XỬ LÝ THƠNG ĐIỆP: 1 - Khái niệm: Lập trình trên mơi trường Windows khác với lập trình ở các mơi trường khác ở điểm là lập trình trên Windows luơn luơn gắn liền với những thơng điệp. Mọi hoạt động xảy ra trên một chương trình Windows đều thơng qua các thơng điệp. Thơng điệp sẽ được hệ thống báo cho các ứng dụng biết các tác động từ bên ngồi vào hệ thống Windows. Một cửa sổ cĩ thể gởi đi một thơng điệp cho một cửa sổ khác và các cửa sổ đáp ứng lại thơng điệp bằng cách gởi đi một thơng điệp khác cho một cửa sổ khác. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 8 Trong Windows cĩ 3 loại thơng điệp cơ bản: - Những thơng điệp tổng quát: cĩ mã nhận diện mang tiền tố WM_ được coi là phần lớn trong ứng dụng và Windows đã cung cấp các hàm để giải quyết. - Những control notification: đây là những thơng điệp WM_COMMAND được chuyển từ cửa sổ con tới cửa sổ bố mẹ. - Những nút lệnh: là thơng điệp WM_COMMAND phát đi từ trình đơn, từ các nút điều khiển. Đây là loại thơng điệp yêu cầu ứng dụng phải thực hiện một cơng việc gì đĩ. 2 - Gởi đi các thơng điệp: Windows cho phép ứng dụng gởi đi những thơng điệp cho mình, cho các ứng dụng khác hoặc cho hệ thống. Cĩ 3 hàm Windows API để gởi thơng điệp đi: a) Hàm SendMessage: Cú pháp: LRESULT SendMessage(hwnd, uMsg, wParam, lParam) HWND hwnd; // handle của cửa sổ nhận (đích) UINT uMsg; // thơng điệp để gởi WPARAM wParam; // thơng số thơng điệp đầu tiên LPARAM lParam; // thơng số thơng điệp thứ hai - Hàm SendMessage gởi thơng điệp tới một hay nhiều cửa sổ. Hàm gọi thủ tục cửa sổ cho cửa sổ và khơng trở về cho đến lúc thủ tục cửa sổ đã xử lý thơng điệp. - Giá trị trả về: cho biết kết quả xử lý thơng điệp và phụ thuộc vào thơng điệp được gởi. b) Hàm PostMessage: - Cú pháp: BOOL PostMessage(hwnd, uMsg, wParam, lParam) HWND hwnd; // handle của của sổ đích UINT uMsg; // thơng điệp gởi WPARAM wParam; // thơng số thơng điệp đầu tiên LPARAM lParam; // thơng số thơng điệp thứ hai - Hàm PostMessage gởi (đặt) một thơng điệp vào trong hàng thơng điệp cửa sổ và rồi trở về mà khơng đợi cửa sổ tương ứng xử lý thơng điệp. Những thơng điệp trong một hàng thơng điệp được lấy bằng cách gọi hàm SetMessage hay PeekMessage. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 9 - Giá trị trả về: trả về khác 0 nếu thành cơng, ngược lại 0. c) Hàm SendDlgItemMessage: - Cú pháp: LRESULT SendDlgItemMessage(hwndDlg,idDlgItem,uMsg,wParam,lParam) HWND hwndDlg; // handle của hộp hội thoại int idDlgItem; // mã nhận diện ơ điều khiển sẽ nhận thơng điệp UINT uMsg; // thơng điệp gởi đi WPARAM wParam; // thơng số thơng điệp đầu tiên LPARAM lParam; // thơng số thơng điệp thứ hai - Hàm SendDlgItemMessage gởi một thơng điệp tới một điều khiển trong hộp hội thoại. - Giá trị trả về: cho biết kết quả xử lý thơng điệp và phụ thuộc vào thơng điệp được gởi. 3 - Vịng lặp thơng điệp: Một thread hoặc một process đẩy một thơng điệp ra khỏi hàng đợi bằng cách dùng vịng lặp thơng điệp. Vịng loop chính của một ứng dụng đặt tại cuối hàm WinMain() của ứng dụng đĩ. Vịng lặp thơng điệp cĩ dạng như sau: while GetMessage(&msg,NULL,0,0) { TranslateMessage(&msg); DispatchMessage(&msg); } Sau đây là Sơ đồ dịng thơng điệp: SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 10 Hardware Event Occur System Message Queue System Dispatcher System Dispatcher Thread1 Message Queue Thread2 Message Queue Thread3 Message Queue Thread1 Hook Thread2 Hook Thread3 Hook GetMessage() GetMessage() GetMessage() TranslateMessage() TranslateMessage() TranslateMessage() Dispatch Message() Dispatch Message() Dispatch Message() WndProc() WndProc() WndProc() DefWndProc() DefWndProc() DefWndProc() Nĩ mơ tả đơn giản hĩa quá trình xử lý thơng điệp. Thơng điệp cĩ thể bắt nguồn từ nhiều cách khác nhau, sơ đồ sau đây sẽ giải thích chi tiết hơn về vịng lặp thơng điệp và chỉ ra cách thơng điệp được đặt vào hàng đợi như thế nào: Hardware Events Other threads PostMessage() System Message Queue Other threads PostMessage() System Dispatcher Message Sent From Other Threads SentMessage() Thread Message Queue (To Another Thread) PostMessage() TranslateMessage() Message Loop SentMessage() WndProc() Thơng điệp khơng chỉ phát xuất từ sự kiện phần cứng, cũng cĩ thể cĩ thơng điệp của chương trình phát xuất từ một chương trình đang chạy. Các threads cĩ thể gởi dữ liệu trở về sau và về trước bằng cách gởi thơng điệp. Thơng điệp cĩ thể gởi SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 11 vào hàng đợi bằng hàm PostMessage() , hoặc chúng cĩ thể được gởi trực tiếp cho vịng lặp thơng điệp để xử lý ngay lập tức bằng hàm SendMessage(). 4 - Xử lý thơng điệp: Việc xử lý thơng điệp là yếu tố chính làm cho các ứng dụng Windows vận hành được. Hệ thống và các ứng dụng khác sinh ra các thơng điệp cho mọi sự kiện xuất hiện trong hệ thống thơng điệp của Windows sẽ cho phép Windows chạy đa nhiệm trong một thời điểm. Windows 95 và Windows NT mở rộng khả năng của version Windows trước bằng việc cấp phát cho mỗi dịng xử lý (thread) hay mỗi tiến trình (proccess) một hàng đợi thơng điệp riêng. Trong version Windows cũ thì tất cả ứng dụng đều dùng chung một hàng đợi thơng điệp, vì thế để các ứng dụng khác xử lý thơng điệp, ứng dụng phải trả quyền điều khiển về cho Windows mỗi khi nĩ cĩ thể. Với Windows 95 và Windows NT, điều này khơng cịn nữa. Windows sinh ra thơng điệp cho mọi sự kiện phần cứng, ví dụ như người dùng nhấn một phím hoặc di chuyển chuột. Nĩ gởi thơng điệp đến hàng đợi thơng điệp của thread thích hợp, nếu thơng điệp được dành cho nhiều thread thì nĩ cũng được đưa vào các hàng đợi của các thread đĩ. Một thơng điệp trên thực tế là một cấu trúc dữ liệu như sau: typedef struct tagMSG { HWND hwd; // handle cửa sổ UINT message; //số chỉ định loại message WPARAM wParam; //được chuyển cho WndProc() LPARAM wParam; //được chuyển cho WndProc() DWORD time; //số mili giây từ lúc bắt đầu POINT pt; //cấu trúc điểm POINT } III - GIAO DIỆN THIẾT BỊ ĐỒ HỌA GDI (GRAPHIC DEVICE INTERFACE): 1 - Khái niệm: Windows là một hệ điều hành đa nhiệm (multitasking) trong đĩ các ứng dụng giao tiếp với user thơng qua một hay nhiều giao diện. Để truy xuất các giao diện thì chương trình ứng dụng phải sử dụng các hàm Giao diện chương trình ứng dụng. API là tập các lệnh mà một ứng dụng sử dụng để yêu cầu và tiến hành các dịch vụ cấp thấp được thi hành bởi Windows. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 12 Giao diện thiết bị đồ họa GDI (Graphic Device Interface) là một phần của API cĩ nhiệm vụ duy trì sự độc lập của Windows đối với các thiết bị đồ họa (cho phép Windows làm việc với nhiều thiết bị đồ họa khác nhau). Windows GDI là một thư viện bao gồm một số hàm giúp kết xuất đồ họa (graphic output) lên màn hình, máy in GDI sẽ tạo ra: điểm, đường kẻ, hình dạng (shape: chữ nhật, trịn ), chữ văn bản. 2 - Device Context: Ngữ cảnh thiết bị DC (Device Context) là một phần quan trọng của GDI Windows. Một DC là một cấu trúc dữ liệu dài khoảng 800 bytes được Windows duy trì cĩ nhiệm vụ lo lưu giữ những thơng tin cần thiết mà ứng dụng sẽ cần đến khi phải hiển thị kết xuất lên một thiết bị vật lý. GDI khơng bao giờ cho phép chương trình làm việc trực tiếp với một DC mà GDI phân phối cho chương trình một handle để nhận dạng một DC cụ thể. Tất cả các hàm API; GDI đều nhận thơng số đầu tiên là một handle – hdc. DC là một cơng cụ chứa các thuộc tính vẽ, DC cho phép kết nối logic một chương trình về một thiết bị cụ thể nào đĩ. Ngồi ra do Windows là một hệ điều hành đa nhiệm nên các chương trình khơng thể truy xuất trực tiếp các thiết bị vật lý để tránh xung đột. Thay vào đĩ, chương trình Windows phải sử dụng kết nối logic do DC đại diện. Nghĩa là tất cả các chương trình cách tiếp cận này để GDI cĩ thể giải quyết tranh chấp khi 2 chương trình yêu cầu dùng cùng một thiết bị nên DC cịn cĩ vai trị làm permission slip. DC lưu trữ thơng tin liên quan đến mặt bằng vẽ và những khả năng của nĩ. Trước khi sử dụng bất kỳ hàm vẽ GDI nào thì điều phải tạo một DC cho thiết bị, và khi sử dụng xong thì phải trả nĩ về cho Windows nhằm đảm bảo cho hoạt động của hệ thống được thơng suốt bởi vì số lượng DC mà Windows quản lý là cĩ giới hạn. DC ở Win16: Ngữ cảnh thiết bị (DC) là một nối kết giữa một ứng dụng Windows, một driver thiết bị và một thiết bị đầu ra (output device). Windows duy trì một cache gồm 5 DC đặc biệt cho hoạt động hệ thống. Ứng dụng phải giải phĩng các DC này sau khi sử dụng. Luồng thơng tin từ ứng dụng Windows qua DC và device driver tới thiết bị đầu ra: Truy xuất thiết bị đầu ra (Accessing Output Devices): Bất kỳ ứng dụng Windows nào cũng cĩ thể sử dụng hàm GDI để truy xuất một thiết bị đầu ra. GDI chuyển các gọi độc lập thiết bị từ ứng dụng tới driver thiết bị. Rồi driver thiết bị thơng dịch các gọi đĩ vào trong sự hoạt động độc lập thiết bị. Những đặc tính của DC mơ tả các đối tượng vẽ được chọn (pens và brushes), font được chọn và màu của nĩ, cách thức mà đối tượng được vẽ (hay ánh xạ) tới thiết bị, vùng SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 13 trên thiết bị cĩ sẵn cho output (vùng xén) và những thơng tin quan trọng khác. Cấu trúc chứa những đặc tính DC được gọi là khối dữ liệu DC. Windows Device Output Application Driver Device Windows GDI Device Output Application Device Driver Device Context Windows Device Output Application Driver Device 3 - Chế dộ ánh xạ (mapping mode): Để duy trì sự độc lập thiết bị, GDI tạo ra output ở khơng gian luận lý và ánh xạ nĩ lên màn hình. Chế độ ánh xạ cho biết mối quan hệ giữa khơng gian luận lý và những pixel trên thiết bị. Cĩ tới 8 chế độ ánh xạ khác nhau nhưng chúng tơi chỉ quan tâm tới chế độ ánh xạ MM_TEXT vì đây là chế độ ánh xạ mặc định. Trong chế độ này một đơn vị luận lý được ánh xạ tới một pixel trên thiết bị hay màn hình. Như vậy đơn vị tính luận lý là pixel và các tọa độ x, y cũng được tính theo pixel, trị x tăng khi qua phải và giảm khi qua trái, trị y tăng khi đi xuống và giảm khi đi lên. Origin của hệ thống tọa độ là gĩc trái-trên (upper-left) của màn hình. 4 - Hệ thống tọa độ windows: Windows sử dụng các hệ thống tọa độ khác nhau tùy theo hồn cảnh như: Hệ toạ độ thiết bị (Device coordinate system) - Hệ toạ độ tồn màn hình (Full screen coordinate system) - Hệ toạ độ vùng client (Client area coordinate system) - Hệ toạ độ tồn cửa sổ (Whole window coordinate system) - Hệ toạ độ logic (Logical coordinate system) Trong phạm vi ứng dụng của đề tài chúng tơi chỉ quan tâm đến các hệ toạ độ : SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 14 a) Full screen coordinate system: Là hệ thống tọa độ thiết bị liên quan tới trọn màn hình. Tọa độ màn hình được tính theo pixel và chọn tọa độ (0,0) làm gĩc upper-left của màn hình. Hệ thống này sử dụng khi liên quan đến trọn màn hình trên tọa độ màn hình. Thường vị trí của một đối tượng như con nháy hoặc con trỏ hoặc cửa sổ so với gĩc upper-left của màn hình thì dùng hệ tọa độ này. b) Client area coordinate system: Cũng là hệ tọa độ thiết bị, nĩ khác với hệ tọa độ trọn màn hình ở origin của hệ tọa độ. Tọa độ trọn màn hình là tương đối so với upper-left của màn hình cịn tọa độ vùng client là tương đối so với upper-left của vùng client. Tọa độ này cũng tính theo device unit (pixel) giống như tọa độ màn hình. Hàm ClientToScreen để chuyển tọa độ vùng client qua tọa độ trọn màn hình. Hàm ScreenToClient chuyển tọa độ trọn màn hình qua tọa độ vùng client. c) Whole window coordinate system: Gần giống hệ tọa độ vùng client, là tương đối so với gĩc upper-left của cửa sổ, được sử dụng khi vẽ vùng nonclient của cửa sổ. d) Logical coordinate: Hầu hết các hàm GDI sử dụng hệ tọa độ này. Hệ thống tọa độ logic khơng phải là hệ thống tọa độ thiết bị, hệ thống tọa độ logic bao giờ cũng được ánh xạ lên một hệ thống tọa độ thiết bị. Hệ tọa độ logic cĩ thể được ánh xạ lên hệ tọa độ tồn màn hình, hệ tọa độ vùng client hoặc hệ tọa độ tồn cửa sổ. Dùng hàm DPtoLP để chuyển tọa độ thiết bị sang hệ tọa độ logic. Dùng hàm LPtoDP để chuyển tọa độ logic sang hệ tọa độ thiết bị. Như vậy điều quan trọng trong việc tính tốn sử dụng hệ tọa độ là phải kiểm sốt được việc sử dụng các hệ tọa độ một cách đồng bộ bởi vì việc chuyển đổi giữa các hệ tọa độ đã được cung cấp bởi các hàm nêu trên. 5 - Viewport và window: Mapping mode cho biết ánh xạ tọa độ logic và những kích thước được cung cấp khi gọi các hàm GDI qua hệ thống tọa độ thiết bị gắn liền với DC. Tức là mapping mode quyết định GDI ánh xạ việc ánh xạ một window (tọa độ logic) qua một viewport (tọa độ thiết bị). Viewport nghĩa là một vùng hình chữ nhật của hệ thống tọa độ thiết bị được định nghĩa bởi một DC cịn window khi sử dụng để qui chiếu GDI mapping mode là một hình chữ nhật của hệ thống tọa độ logic được định nghĩa bởi một DC. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 15 Cơng thức để chuyển đổi một hệ tọa độ window (logic) qua một hệ tọa độ viewport (thiết bị): xviewport = (xwindow - xwindowOrg)(xviewportExt / xwindowExt) + xviewportOrg yviewport = (ywindow - ywindowOrg)(yviewportExt / ywindowExt) + yviewportOrg Trong đĩ: (xwindow,ywindow) là điểm trên tọa độ logic được chuyển đổi thành điểm (xviewport,yviewport) (xwindowOrg,ywindowOrg) và (xviewportOrg,yviewportOrg) là origin của vùng hình chữ nhật window và viewport theo mặc nhiên các điểm này được cho về (0,0) trên DC mặc nhiên. Cơng thức sử dụng 2 điểm cho biết extent của một vùng theo tọa độ logic (xwindowExt,ywindowExt) và của một vùng theo hệ tọa độ thiết bị (xviewportExt,yviewportExt). Tỉ lệ của (viewpot extent / window extent) là hệ số scaling dùng để dịch đơn vị logic qua đơn vị thiết bị. Việc chuyển đổi ngược lại tương tự bằng các biến đổi cơng thức trên. IV - CỬA SỔ TRONG WINDOWS: Cửa sổ là khái niệm cơ bản trong giao diện GDI của Windows, nĩ là một kiến trúc chuẩn mực để từ đĩ xây dựng nên các đối tượng khác như: cửa sổ chính của ứng dụng (main frame); text box; edit control; button; combo box; menu; scroll bar; nĩi chung là tồn bộ những cơng cụ tạo nên giao diện GDI đều cĩ thể gọi là cửa sổ. Cũng cĩ thể xem cửa sổ như vùng chữ nhật màn hình mà nơi đĩ ứng dụng in ra các kết xuất và nhận các dữ liệu từ người dùng. Windows quản lý tất cả cửa sổ hiện cĩ trong hệ thống bằng cách gán cho mỗi cửa sổ một handle (trên thực tế nĩ là một số nguyên), ta chỉ cần cĩ được handle cửa sổ thì cĩ thể thao tác mọi thứ trên cửa sổ đĩ. Một cửa sổ chia sẻ màn hình với các cửa sổ khác, kể cả các cửa sổ của ứng dụng khác. Chỉ cĩ một cửa sổ trong một thời điểm cĩ thể nhận dữ liệu nhập từ người dùng. Người dùng cĩ thể dùng chuột, bàn phím, hay các thiết bị nhập khác để tương tác với cửa sổ này và ứng dụng sở hữu nĩ. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 16 1 - Các loại cửa sổ: Windows cung cấp nhiều kiểu cửa sổ khác nhau để cĩ thể kết hợp hình thành nên các hình thức cửa sổ khác nhau. Các kiểu được sử dụng trong hàm CreateWindow khi cửa sổ được tạo. Một số kiểu cửa sổ sau: - Cửa sổ chồng lên nhau (Overlapped windows hay top-level window): là cửa sổ khơng bao giờ cĩ cửa sổ cha mẹ. - Cửa sổ bị sở hữu (Owned windows): là kiểu đặc biệt, được sở hữu bởi một cửa sổ bị chồng - Cửa sổ pop-up: là kiểu đặc biệt của cửa sổ overlapped nhưng cĩ thể cĩ hoặc khơng title bar. - Cửa sổ con: là cửa sổ xác định vùng client của cửa sổ cha mẹ, được sử dụng để chia vùng client của cửa sổ cha mẹ ra thành các vùng chức năng khác nhau. Một ứng dụng dùng hàm ShowWindow để cho thấy hay che dấu một cửa sổ con. Mỗi cửa sổ con phải cĩ một cửa sổ cha mẹ. Cửa sổ cha mẹ nhường một phần trong vùng của nĩ cho cửa sổ con và cửa sổ con sẽ nhận tất cả các tác động từ bên ngồi vào vùng này. Một cửa sổ con cĩ thể cĩ nhiều cửa sổ con khác và mỗi cửa sổ con đều cĩ cho riêng nĩ một handle riêng để giao dịch khi gởi thơng điệp cho cửa sổ cha mẹ. Mỗi cửa sổ con là một cửa sổ độc lập, nĩ nhận tác động bên ngồi của riêng nĩ và các thơng điệp khác. Những input gởi cho cửa sổ con được đi trực tiếp tới cửa sổ con và khơng chuyển qua cửa sổ cha mẹ ngoại trừ trường hợp cửa sổ con bị hàm EnabledWindow cho disabled. Trong trường hợp này thì Windows chuyển bất kỳ input nào tới cửa sổ con đĩ cho cửa sổ cha mẹ của nĩ. Điều này cho phép cửa sổ cha mẹ kiểm tra được input và làm cho cửa sổ con ở trạng thái enabled nếu nĩ thấy điều đĩ là cần thiết. Những hoạt động của cửa sổ cha mẹ cũng ảnh hưởng đến cửa sổ con như sau: - Shown: Cửa sổ cha mẹ sẽ được hiển thị trước cửa sổ con. - Hidden: Cửa sổ cha mẹ sẽ bị che sau cửa sổ con. Cửa sổ con sẽ được nhìn thấy (hết bị che) (visible) chỉ khi cửa sổ cha mẹ được nhìn thấy. - Destroyed: Cửa sổ cha mẹ bị huỷ sau cửa sổ con. - Moved: Cửa sổ con bị di chuyển cùng với vùng client của cửa sổ cha mẹ. Cửa sổ con đáp ứng cho việc tơ vẽ sau khi di chuyển. - Gia tăng kích thước hay ở trạng thái kích thước cực đại: tơ vẽ bất kỳ phần nào của cửa sổ cha mẹ mà đã được phơi bày ra như là kết quả của kích thước tăng lên của vùng client. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 17 Windows khơng tự động xén (clip) một cửa sổ con ra khỏi vùng client của cửa sổ cha mẹ. Điều này nghĩa là cửa sổ cha mẹ vẽ lên trên cửa sổ con nếu nếu nĩ tiến hành bất kỳ sự tơ vẽ nào trong cùng vị trí với vị trí của cửa sổ con. Windows chỉ xén cửa sổ con ra khỏi vùng client của cửa sổ cha mẹ nếu cửa sổ cha mẹ cĩ kiểu WS_CLIPCHILDREN. Nếu cửa sổ con bị xén thì cửa sổ cha mẹ khơng thể tơ vẽ lên nĩ. Một cửa sổ con cĩ thể chồng lên các cửa sổ con khác trong cùng vùng client. Cửa sổ anh em (cùng cha mẹ) cĩ thể tơ vẽ trong mỗi vùng client của các cửa sổ khác trừ khi một cửa sổ con cĩ kiểu WS_CLIPSIBLINGS. Nếu ứng dụng xác định kiểu này cho một cửa sổ con thì bất kỳ phần nào của cửa sổ anh em của cửa sổ con đĩ nằm trong cửa sổ này đều bị xén. Nếu một cửa sổ cĩ kiểu WS_CLIPCHILDREN hoặc WS_CLIPSIBLINGS thì một mất mát nhỏ trong sự thực hiện (performance) xảy ra. Mỗi cửa sổ chiếm tài nguyên hệ thống bởi vậy ứng dụng sẽ khơng sử dụng các cửa sổ con một cách bừa bãi. Để hoạt động tối ưu một ứng dụng cần chia luận lý cửa sổ chính của nĩ trong thủ tục cửa sổ của cửa sổ chính cịn hơn là dùng các cửa sổ con. 2 - Thủ tục cửa sổ (Window Procedures): Một thủ tục cửa sổ xử lý tất cả những thơng điệp được gởi tới tất cả các cửa sổ trong lớp được đưa ra. Windows gởi các thơng điệp tới thủ tục cửa sổ khi nĩ nhận input từ user cĩ ý định chuyển cho cửa sổ được đưa ra hay khi nĩ cần thủ tục để thực hiện một vài hành động trên cửa sổ của nĩ như việc tơ vẽ lại bên trong vùng client. Thủ tục cửa sổ nhận các kiểu thơng điệp như: nhập vào từ bàn phím, chuột; yêu cầu tiêu đề cửa sổ; tường thuật sự thay đổi gây ra bởi cửa sổ khác (như thay đổi file WIN.INI); cơ hội sửa đổi đáp ứng hệ thống tiêu chuẩn đến những hoạt động chắc chắn (như điều chỉnh menu trước lúc hiển thị); yêu cầu thực hiện một vài hành động trên cửa sổ hay vùng client của nĩ (cập nhật vùng client); thơng tin về tình trạng của nĩ trong mối quan hệ với các cửa sổ khác (truy xuấ nhất định thất bại của nĩ tới bàn phím hay trở thành cửa sổ hoạt động). Một thủ tục cửa sổ nhận hầu hết các thơng điệp là từ Windows nhưng nĩ cũng cĩ thể nhận thơng điệp từ các cửa sổ khác gồm cả những cửa sổ nĩ sở hữu. Những thơng điệp này cĩ thể là những yêu cầu về thơng tin hay thơng báo mà một sư kiện được đưa ra đã xảy ra trong một cửa sổ khác. Một thủ tục cửa sổ tiếp tục nhận thơng điệp fừ hệ thống và cĩ thể chấp nhận những cửa sổ khác trong hệ thống cho đến khi thủ tục cửa sổ, thủ tục cửa sổ của một cửa sổ cha mẹ hay hệ thống hủy cửa sổ. Ngay cả khi cửa sổ ở trong quá trình đang bị hủy, thủ tục cửa sổ nhận những thơng điệp thêm vào đưa tới nĩ cơ hội để tiến hành bất kỳ nhiệm vụ làm sạch (cleanup) nào trước lúc kết thúc. Những thơng điệp này gồm WM_ , WM_DESTROY, WM_QUERYENDSESSION và WM_ENDSESSION. Nhưng khi cửa sổ bị hủy thì SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 18 khơng cĩ thêm thơng điệp nào được đưa tới thủ tục cho cửa sổ cụ thể đĩ. Nếu cĩ nhiều hơn một cửa sổ của lớp, tuy nhiên, thủ tục cửa sổ tiếp tục nhận thơng điệp cho những cửa sổ khác cho đến khi cũng chính chúng bị hủy. Một thủ tục cửa sổ chỉ rõ làm thế nào tất cả cửa sổ của một cửa sổ đưa ra thực sự cĩ hành vi bằng cách đáp ứng những gì các cửa sổ tạo ra những lệnh từ user hay hệ thống. Thủ tục cửa sổ phải kiểm tra những thơng điệp mà nĩ nhận từ hệ thống và quyết định bất kỳ hành động gì sẽ diễn ra. Thủ tục cửa sổ cũng cĩ thể chọn khơng đáp ứng một thơng điệp được đưa ra. Nếu khơng đáp ứng thủ tục phải chuyển thơng điệp tới hàm DefWindowProc để đưa cho hệ thống cơ hội để đáp ứng. Hàm này thực hiện hành động cĩ sẵn trên cơ sở thơng điệp được đưa ra và những thơng số của nĩ. Nhiều thơng điệp (đặc biệt là thơng điệp vùng non-client) phải được xử lý vì thế DefWindowProc được yêu cầu trong tất cả các thủ tục cửa sổ. Thủ tục cửa sổ cũng nhận các thơng điệp mà thực sự đã dự định được xử lý bởi hệ thống. Những thơng điệp vùng-nonclient thơng báo cho thủ tục biết user thực hiện một vài hành động trong vùng client của cửa sổ hoặc một vài thơng tin về cửa sổ được yêu cầu bởi hệ thống để thực hiện một hành động. Mặc dù Windows chuyển những thơng điệp này tới thủ tục cửa sổ thì thủ tục sẽ chuyển chúng cho hàm DefWindowProc và khơng cố gắng xử lý chúng. Ở trường hợp này thủ tục cửa sổ phải phớt lờ thơng điệp hay trả về khơng chuyển nĩ tới DefWindowProc. 3) Thơng điệp cửa sổ: Một thơng điệp cửa sổ là một tập những giá trị mà Windows gởi tới thủ tục cửa sổ để cung cấp input cho cửa sổ hay yêu cầu cửa sổ thực hiện một vài hành động. Windows tính đến một sự thay đổi rộng khắp những thơng điệp mà nĩ hay ứng dụng của nĩ cĩ thể gởi tới thủ tục cửa sổ. Hầu hết những thơng điệp được gởi tới cửa sổ như là kết quả của hàm đưa ra đang được thực thi hay như là kết quả của input từ user. Mỗi thơng điệp gồm 4 giá trị: một handle xác định cửa sổ, một danh hiệu thơng điệp, một giá trị thơng điệp-đặc biệt 16-bit và một giá trị thơng điệp-đặc biệt 32-bit. Những giá trị này được chuyển tới thủ tục cửa sổ như là những thơng số riêng lẻ. Rồi thủ tục cửa sổ kiểm tra danh hiệu thơng điệp để quyết định những đáp ứng gì phải làm và làm thế nào để thơng dịch giá trị 16-bit và 32-bit. Cú pháp thủ tục cửa sổ: - LONG FAR PASCAL WndProc(hwnd, wMsg, wParam, lParam) HWND hwnd; WORD wMsg; WORD wParam; DWORD lParam; Các thơng số: SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 19 hwnd cho biết cửa sổ nhận thơng điệp wMsg loại thơng điệp wParam thơng tin thơng điệp-đặc biệt thêm vào 16-bit lParam thơng tin thơng điệp-đặc biệt thêm vào 32-bit Hàm trả về giá trị 32-bit cho biết kết quả xử lý thơng điệp 4 - Default window procedure: Hàm DefWindowProc là phần xử lý thơng điệp cĩ sẵn cho những thủ tục cửa sổ khơng hay khơng thể truy xuất một vài thơng điệp được gởi tới cho chúng. Hầu hết các thủ tục cửa sổ thì hàm DefWindowProc thực hiện hầu hết, nếu khơng muốn nĩi là tất cả, việc xử lý thơng điệp vùng client. Đây là các thơng điệp biểu hiện những hành động được thực hiện trên các phần khác của cửa sổ hơn là vùng client. 5 - Vấn đề tơ vẽ màn hình: Khi một cửa sổ bị di chuyển thì Windows tự động sao chép nội dung của vùng client tới vị trí mới. Điều này tiết kiệm thời gian bởi vì một cửa sổ khơng phải tính tốn lại và vẽ lại nội dung của vùng client như là phần của sự di chuyển. Nếu cửa sổ di chuyển hay thay đổi kích thước thì Windows chỉ sao chép phần lớn vùng client trước đĩ khi nĩ cần điền vị trí mới. Nếu cửa sổ gia tăng kích thước thì Windows sao chép tồn bộ vùng client và gởi thơng báo WM_PAINT tới cửa sổ để điền vào trong vùng được phơi bày mới hơn. Khi cửa sổ bị di chuyển thì Windows cho rằng nội dung của vùng client vẫn hợp lệ và cĩ thể được sao chép khơng cần thay dổi tới vị trí mới. Tuy nhiên với một vài cửa sổ thì nội dung của vùng client khơng cịn hợp lệ sau khi di chuyển đặc biệt là nếu di chuyển luơn sự thay đổi kích thước. Để tơ vẽ lại tồn bộ vùng client thay cho sao chép nội dung trước đĩ mỗi lần một cửa sổ thay đổi kích thước thì một cửa sổ sẽ xác định kiểu CS_VREDRAW và trong lớp cửa sổ. Để quản lý hiển thị màn hình, Windows tiến hành nhiều hoạt động ảnh hưởng tới nội dung của vùng client. Nếu Windows di chuyển, định kích thước hay thay đổi bề mặt màn hình, sự thay đổi cĩ thể ảnh hưởng cửa sổ được đưa ra. Nếu vậy, Windows đánh dấu vùng bị thay đổi bằng hoạt động sẵn sàng cho việc cập nhật và ở cơ hội tiếp theo nĩ gởi thơng điệp WM_PAINT tới cửa sổ vì thế nĩ cĩ thể cập nhật cửa sổ trong vùng cần cập nhật. Nếu một cửa sổ vẽ trong vùng client của nĩ thì nĩ phải gọi BeginPaint để lấy handle của ngữ cảnh màn hình, phải cập nhật vùng bị thay đổi như đã định nghĩa bởi vùng cập nhật và cuối cùng nĩ phải gọi EndPaint để hồn tất cơng việc. Một cửa sổ cĩ thể vẽ trong vùng client của nĩ bất kỳ lúc nào tức là ngồi thời điểm mà nĩ đáp ứng thơng điệp WM_PAINT chỉ cần nĩ lấy ngữ cảnh màn hình cho vùng client trước lúc nĩ tiến hành vẽ. Thơng điệp WM_PAINT: là một yêu cầu của Windows tới một cửa sổ để cập nhật màn hình cửa nĩ. Windows gởi WM_PAINT bất cứ khi nào cần vẽ một phần SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 20 lại cửa sổ. Khi cửa sổ nhận thơng điệp WM_PAINT thì nĩ sẽ lấy vùng cập nhật bằng hàm BeginPaint và nĩ sẽ tiến hành bất kỳ hoạt động gì cần thiết để cập nhật phần đĩ của vùng client. InvalidateRect và InvalidateRgn thực sự khơng sinh ra thơng điệp WM_PAINT. Windows tích luỹ những thay đổi được tạo ra bởi các hàm này và những thay đổi của riêng nĩ trong lúc một cửa sổ xử lý những thơng điệp khác trong hàng thơng điệp của nĩ. Làm trễ WM_PAINT làm cho cửa sổ xử lý tất cả những thay đổi cùng một lúc thay vì cập nhật những những mẫu nhỏ trong những bước riêng lẻ làm lãng phí thời gian. Để chỉ thị Windows gởi thơng điệp WM_PAINT một ứng dụng cĩ thể sử dụng UpdateWindow, hàm này gởi thơng điệp trực tiếp tới cửa sổ, bất chấp những thơng điệp khác trong hàng thơng điệp của ứng dụng. UpdateWindow được sử dụng khi một cửa sổ cần cập nhật vùng client của nĩ ngay lập tức (chẳng hạn chỉ ngay sau cửa sổ được tạo). Khi một cửa sổ nhận WM_PAINT nĩ phải gọi BeginPaint để lấy ngữ cảnh màn hình cho vùng client và lấy thơng tin khác như vùng cập nhật và background bị xĩa hay khơng. Windows tự động chọn vùng cập nhật như là vùng xén của ngữ cảnh màn hình. GDI huỷ bỏ (xén) những gì được vẽ bên ngồi vùng xén chỉ những gì ở bên trong vùng cập nhật là thực sự nhìn thấy được. BeginPaint xĩa vùng cập nhật để ngăn chặn vùng giống nhau từ việc sinh ra các thơng điệp WM_PAINT đến sau. Sau khi vẽ xong Windows phải gọi hàm EndPaint để giải phĩng DC. Vùng cập nhật: Một vùng cập nhật xác định phần của vùng client được đánh dấu cho việc vẽ cho thơng điệp WM_PAINT kế tiếp. Mục đích của vùng cập nhật là để lưu các ứng dụng thời điểm nĩ đưa ra để vẽ tồn bộ nội dung của vùng client. Nếu chỉ cĩ phần mà cần vẽ được cộng vào vùng cập nhật thì chỉ cĩ phần đĩ được vẽ. Hàm InvalidateRect và InvalidateRgn cộng một hình chữ nhật hay một vùng vào vùng cập nhật. Hình chữ nhật hay vùng phải được đưa ra ở trong tọa độ client. Vùng cập nhật bản thân nĩ được định nghĩa trong tọa độ client. Windows cộng những vùng và hình chữ nhật của chính nĩ vào một vùng cập nhật của cửa sổ sau khi những hoạt động như di chuyển, định kích thước và cuộn cửa sổ. Hàm ValidateRect và ValidateRgn xĩa một hình chữ nhật hay một vùng ra khỏi vùng cập nhật. Những hàm này được sử dụng điển hình khi cửa sổ đã cập nhật một phần đặc biệt của màn hình trong vùng cập nhật trước khi nhận thơng điệp WM_PAINT. Hàm GetUpdateRect lấy hình chữ nhật nhỏ nhất bao lấy tồn bộ vùng cập nhật. Hàm GetUpdateRgn lấy vùng cập nhật chính nĩ. Những hàm này cĩ thể được SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 21 sử dụng để tính tốn kích thước hiện hành của vùng cập nhật để quyết định những cơng việc vẽ nào được yêu cầu. V – CHƯƠNG TRÌNH WINDOWS TIẾP NHẬN THƠNG ĐIỆP CHUỘT: Giới thiệu dịng chảy dữ liệu thơng điệp nhập từ con chuột: Hardware event queue Hook Virtual & chain Scan code GetMessage() Mouse Device driver DispatchMessage() WindowProc() DefWindowProc() 1 - Mouse: Khi mouse báo vị trí của mình (vị trí cursor) và cĩ tác động lên mouse thì một tín hiệu được phát đi từ mouse gây ra một ngắt quãng, mouse driver giải quyết ngắt quãng này. 2 - Mouse device driver: Khi Windows khởi động thì mouse driver tự động nạp vào và kiểm tra xem cĩ chuột hay khơng. Nếu cĩ thì Windows gọi driver cung cấp một thủ tục để báo cáo các biến cố xảy ra trên chuột. Khi cĩ một mouse event thì driver thơng báo cho Windows biết. Nếu event là di chuyển mouse thì ưu tiên đáp ứng vị trí con trỏ di chuyển ngay lúc ngắt. Cịn lại tất cả các event khác đều được đưa vào hardware event queue. 3 - Hardware event queue: Các mouse event được đưa vào hardware event queue chờ giao cho message loop của chương trình giải quyết. Queu này là một vùng đệm cĩ thể chứa tối đa 120 SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 22 event. Những event trong queue chưa thuộc một chương trình cụ thể nào cho tới khi nĩ được tiếp nhận bởi hàm GetMessage(). Điều này đảm bảo cho hệ thống hoạt động đúng đắn. Sau đĩ là vịng lặp GetMessage(). 4 - GetMessage() loop: GetMessage() loop đưa các thơng điệp vào xử lý. GetMessage() sẽ quyết định chương trình nào sẽ tiếp nhận thơng điệp bằng cách xem chương trình nào sở hữu cửa sổ mà con trỏ chuột nằm trên đĩ. Tùy theo vị trí của con trỏ mà phát sinh hai loại thơng điệp: thơng điệp vùng client và thơng điệp vùng non-client. Muốn biết cursor ở vùng nào thì GetMessage() chuyển đi một thơng điệp WM_NCHITTEST cho thủ tục cửa sổ. Hàm GetMessage() dựa vào cơ chế pull-model để đọc thơng tin tình huống trong queue và lại dựa vào push-model để biết vị trí của cursor. Tức là GetMessage() sẽ gọi thủ tục cửa sổ như là một chương trình thường trú vậy. GetMessage() sử dụng hàm SendMessage() để gọi thủ tục cửa sổ. Trị trả về nằm trong phạm vi của thơng điệp WM_NCHITTEST mà GetMessage() gởi cho thủ tục cửa sổ của ta. WM_NCHITTEST là thơng điệp đến đầu tiên trong hàng loạt thơng điệp mà mouse phát ra. Nĩ yêu cầu thủ tục cửa sổ nhận diện vị trí cursor. Đa số chương trình chuyển thơng điệp này cho DefWindowProc() lo tìm vị trí cursor và cung cấp một hit-test code như là trị trả về. Khi DefWindowProc() trả về kết quả khác HTCLIENT, HTERROR, HTNOWHERE, HTTRANSPARENT thì cursor nằm trên vùng non-client thì Windows sẽ phát đi thơng điệp non-client. Cịn khi DefWindows trả về kết quả HTCLIENT thì cursor nằm trên vùng client và những thơng điệp do Windows phát đi lúc này thì sẽ được trình ứng dụng xử lý. Hàm SendMessage() sẽ sử dụng mã hit-test code để quyết định xem loại thơng điệp chuột nào mà cho phát sinh. Khi hit-test code bằng HTCLIENT thì một thơng điệp vùng client sẽ được phát sinh cịn tất cả các hit-test code khác sẽ phát sinh ra những thơng điệp chuột vùng non-client. Trước khi SendMessage() trả về một thơng điệp chuột cho chương trình của ta thì cĩ một việc mà hàm này phải thi hành: nĩ phải bảo đảm là hình dáng cursor phù hợp vị trí hiện thời của mouse. Muốn thế nĩ phải gởi đi một thơng điệp khác cho thủ tục cửa sổ WM_GETCURSOR. Tương tự như thơng điệp WM_NCHITTEST đa số chương trình phớt lờ thơng điệp này và giao cho DefWindowProc() thực hiện. Mã hit-test code được cho ở trong byte thấp của thơng số lParam để cho DefWindowProc() biết mà thiết đặt hình dáng của con trỏ. Hai thơng điệp WM_NCHITTEST và WM_SETCURSOR bao giờ cũng đi trước một thơng điệp chuột. Vì Windows phải tìm ra xem vị trí cursor hiện ở trong SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 23 vùng client hay vùng non-client để phát ra thơng điệp vùng client hay thơng điệp vùng non-client một cách thích hợp. Một khi đã được nhận diện thì Windows phải đảm bảo là người sử dụng nhận được hình dáng cursor thích hợp. Windows cho phép đặt message hook để thay đổi dịng chảy các thơng điệp. Một WH_GETMESSAGE hook cĩ thể thay đổi dịng chảy của bất cứ thơng điệp chuột của vùng client hoặc vùng non-client. Khi GetMessage() sẵn sàng đem một thơng điệp vào chương trình của ta thì nĩ sẽ gọi hook xem cĩ thay đổi gì khơng trước khi thơng điệp được chuyển cho chương trình. Khi GetMessage() đã đưa thơng điệp vào chương trình rồi thì thơng điệp sẽ được trao trực tiếp cho thủ tục cửa sổ thích hợp bởi hàm DispatchMessage(). Bây giờ thơng điệp đã nằm trong thủ tục cửa sổ. 5 - Thủ tục cửa sổ: Hơn 20 thơng điệp của Windows về chuột (trừ WM_NCHITTEST) thì cĩ 10 thơng điệp thuộc vùng non-client do DefWindowProc() giải quyết. Hai thơng số wParam, lParam của thủ tục cửa sổ sẽ cho biết thơng tin về thơng điệp. Trị của hai thơng số lParam và wParam đều tương tự nhau cho các thơng điệp chuột trên vùng client. Trị của thơng số lParam chứa vị trí cursor theo tọa độ của vùng client. Tọa độ này cho origin về gĩc upper-left của vùng client với đơn vị tính là pixel. Trị x nằm ở word thấp cịn y nằm ở word cao của lParam. Trị của wParam là một lơ cờ hiệu mơ tả trạng thái của các nút chuột cũng như trạng thái các nút , 6 – DefWindowProc(): Đối với chuột thì DefWindowProc() khơng quan tâm đến những thơng điệp thuộc vùng client mà chỉ quan tâm đến những thơng điệp thuộc vùng non-client. DefWindowProc() cĩ nhiệm vụ cung cấp một giao diện chung cho bàn phím và con chuột bằng cách dịch phần nhập liệu từ bàn phím hoặc con chuột thành các lệnh hệ thống (system command) và cho hiện lên như các thơng điệp WM_SYSCOMMAND. Cuối cùng DefWindowProc() giải quyết các thơng điệp WM_NCHITTEST và WM_SETCURSOR cung cấp trước cho các thơng điệp chuột khác. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 24 Chương 2: TTÌÌMM HHIIỂỂUU VVỀỀ HHOOOOKKSS SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 25 Hook là một cơ chế cực mạnh cho phép ta cài đặt một thủ tục để điều khiển hoặc chận hứng các thơng điệp trước khi các thơng điệp này tới được nơi tiếp nhận. Hay nĩi một cách khác hook là một điểm trong kỹ thuật message-handling hệ thống, nơi mà một ứng dụng cĩ thể đặt một thủ tục để quản lý sự lưu thơng của các thơng điệp trong hệ thống và xử lý một kiểu thơng báo nào đĩ trước khi chúng tới được thủ tục cửa sổ đích. Do cĩ khả năng can thiệp mạnh nên hook cĩ xu hướng làm chậm lại hệ thống vì chúng làm tăng số lượng các hoạt động của hệ thống đối với mỗi thơng điệp. Chỉ đặt hook khi thực sự cần thiết và dỡ bỏ chúng khi khơng cần đến. 1 - Chuỗi hook: Hệ thống cho phép nhiều kiểu hook khác nhau: mỗi kiểu cung cấp việc truy xuất tới một khía cạnh khác nhau của kỹ thuật message-handling. Chẳng hạn, một ứng dụng cĩ thể sử dụng hook WM_MOUSE để quản lý những thơng điệp chuột trong luồng thơng điệp. Hệ thống duy trì một chuỗi hook riêng lẻ đối với mỗi kiểu hook. Một chuỗi hook là một danh sách các pointer chỉ tới các hàm callback application-defined đặc biệt mà những hàm này gọi các thủ tục hook. Khi một thơng điệp xảy ra là nĩ đã được tổ chức với một kiểu hook cụ thể, hệ thống chuyển thơng điệp tới mỗi thủ tục hook cĩ mặt trong chuỗi hook, theo trật tự cái nọ sau cái kia. Hoạt động của một thủ tục hook cĩ thể phụ thuộc vào kiểu hook mà nĩ liên quan. Các thủ tục hook cho một vài kiểu hook cĩ thể chỉ quản lý những thơng điệp; những cái khác cĩ thể thay đổi những thơng điệp hay dừng sự phát triển của nĩ trong chuỗi, ngăn chặn chúng tìm tới thủ tục hook kế tiếp hay cửa sổ cuối cùng (đích). 2 – Thủ tục hook: Để cĩ được sự tiện lợi của một loại hook chi tiết, người lập trình cung cấp một thủ tục hook và sử dụng hàm SetWindowsHookEx để đặt nĩ vào trong chuỗi hook. Một thủ tục hook cĩ cú pháp: - LRESULT CALLBACK HookProc ( Int nCode, WPARAM wParam, LPARAM lParam ); HookProc là một placeholder cho một ứng dụng đã được định nghĩa trước. Thơng số nCode là một mã hook phụ thuộc vào kiểu hook; mỗi kiểu cĩ một tập các đặc tính các mã hook. Những giá trị của thơng số wParam và lParam phụ thuộc vào mã hook, nhưng điển hình thì chúng chứa thơng tin về một thơng điệp SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 26 được send hay được post. Hàm SetWindowsHookEx luơn luơn đặt một thủ tục hook ở đầu một chuỗi hook. Khi một sự kiện xảy ra mà sự kiện này được quản lý bởi một kiểu hook cụ thể thì hệ thống gọi thủ tục ở đầu chuỗi hook đã được tổ chức. Mỗi thủ tục hook trong chuỗi quyết định nên chuyển hay khơng chuyển sự kiện tới thủ tục tiếp theo. Một thủ tục hook chuyển một sự kiện tới thủ tục tiếp theo bằng cách gọi hàm CallNextHookEx. Chú ý rằng những thủ tục hook dành cho các kiểu hook chỉ cĩ thể quản lý các thơng điệp, hệ thống chuyển thơng điệp tới mỗi thủ tục hook, chứ khơng dính dáng gì đến cĩ hay khơng một thủ tục cụ thể gọi CallNextHookEx. Một thủ tục hook cĩ thể tồn cục, quản lý những thơng điệp đối với tất cả các thread trong hệ thống hay nĩ cĩ thể là thread cụ thể, quản lý các thơng điệp cho chỉ một thread riêng biệt. Một thủ tục hook tồn cục cĩ thể được gọi trong ngữ cảnh của bất kỳ ứng dụng nào, bởi thế thủ tục phải ở trong một module DLL riêng lẻ. Một thủ tục hook loại thread cụ thể chỉ được gọi trong ngữ cảnh của thread đã được tổ chức. Nếu một ứng dụng đặt một thủ tục hook cho một trong các thread của riêng nĩ thì thủ tục hook cĩ thể ở trong cả module giống nhau như quãng nghĩ giữa các mã ứng dụng hoặc trong một DLL. Nếu ứng dụng đặt một thủ tục hook cho một thread của một ứng dụng khác thì thủ tục phải ở trong một DLL. Chú ý chỉ sử dụng hook tồn cục cho mục đích debug cịn khơng thì nên tránh khơng sử dụng. Hook tồn cục cĩ thể gây tổn hại cho hoạt động của hệ thống và gây nên xung đột với những ứng dụng khác cĩ cùng kiểu hook tồn cục. 3 – Các loại hook: Một loại hook làm cho một ứng dụng cĩ thể quản lý một mặt khác nhau của kỹ thuật message-handling hệ thống. Bao gồm các loại hook sau đây: - WH_CALLWNDPROC hook quản lý các thơng điệp trước lúc hệ thống gởi chúng tới cửa sổ đích. - WH_CALLWNDPROCRET hook quản lý các thơng điệp sau khi chúng được xử lý bởi thủ tục cửa sổ đích. - WH_CBT hook nhận những thơng báo cĩ ích tới ứng dụng huấn luyện trên cơ sở tính tốn (CBT). - WH_DEBUG hook cĩ ích cho việc debug những thủ tục hook khác. - WH_FOREGROUNDIDLE hook sẽ được gọi khi thread foreground của ứng dụng sẽ trở thành khơng dùng đến. Hook này cĩ ích cho hoạt động những nhiệm vụ (task) độ ưu tiên thấp trong thời gian khơng được dùng đến. - WH_GETMESSAGE hook quản lý các thơng điệp được post tới hàng thơng điệp. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 27 - WH_JOURNALPLAYBACK hook post những thơng điệp được ghi trước đĩ bởi thủ tục hook WH_JOURNALRECORD. - WH_JOURNALRECORD hook ghi những thơng điệp đầu vào được post tới hàng thơng điệp hệ thống. Hook này cĩ ích cho việc ghi các macro. - WH_KEYBOARD hook quản lý các thơng điệp keystroke. - WH_KEYBOARD_LL Windows NT: hook quản lý những sự kiện nhập vào từ keyboard mức thấp. - WH_MOUSE hook quản lý các thơng điệp chuột. - WH_MOUSE_LL Windows NT: hook quản lý những sự kiện đầu vào chuột mức thấp. - WH_MSGFILTER hook quản lý các thơng điệp được kết sinh như là một kết quả cuả sự kiện đầu vào ở trong dialog box, message box, menu hay scroll bar. - WH_SHELL hook quản lý các thơng điệp nhận thơng báo hữu ích để shell các ứng dụng. - WH_SYSMSGFILTER đặt một ứng dụng các thơng điệp được kết sinh như là kết quả của một sự kiện đầu vào ở trong dialog box, message box, menu hay scroll bar. Thủ tục hook quản lý những thơng điệp này cho tất cả các ứng dụng trong hệ thống. 4 – Sử dụng hook: a) Cài đặt hook: Đặt một thủ tục hook bằng cách gọi hàm SetWindowsHookEx đặc tả kiểu hook gọi thủ tục, thủ tục cĩ phải được tổ chức với tất cả các thread hay chỉ được tổ chức với một thread cụ thể và một pointer chỉ tới một điểm vào thủ tục. Phải đặt một thủ tục hook tồn cục vào một DLL riêng biệt từ ứng dụng cài đặt thủ tục hook. Ứng dụng cài đặt phải cĩ handle chỉ tới module DLL trước khi nĩ cĩ thể đặt thủ tục hook. Hàm LoadLibrary khi được đưa tên của DLL sẽ trả handle cho module DLL. Sau khi cĩ handle, cĩ thể gọi hàm GetProcAddress để lấy lại địa chỉ của thủ tục hook. Cuối cùng sử dụng hàm SetWindowsHookEx để đặt địa chỉ hook vào trong chuỗi hook dành riêng. SetWindowsHookEx chuyển handle module, một pointer chỉ tới điểm vào thủ tục hook và cho danh hiệu thread, chỉ ra rằng thủ tục hook phải được tổ chức với tất cả các thread trong hệ thống. Ví dụ minh họa: HOOKPROC hkprcSysMsg; SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 28 static HINSTANCE hinstDLL; static HHOOK hhookSysMsg; hinstDLL = LoadLibrary("c:\windows\sysmsg.dll"); hkprcSysMsg = (HOOKPROC)GetProcAddress(hinstDLL, SysMessageProc); hhookSysMsg = SetWindowsHookEx( WH_SYSMSGFILTER, hkprcSysMsg, hinstDLL, 0 ); b) Giải phĩng hook: Cĩ thể giải phĩng một procedure loại thread cụ thể tức xĩa địa chỉ của nĩ khỏi chuỗi hook bằng cách gọi hàm UnhookWindowsHookEx nhưng hàm này khơng trả tự do cho DLL chứa thủ tục hook. Đây là lý do mà thủ tục hook tồn cục được gọi trong ngữ cảnh quá trình của mỗi ứng dụng trong hệ thống, gây nên một gọi tuyệt đối tới hàm LoadLibrary cho tất cả các quá trình đĩ. Bởi vì một gọi tới hàm FreeLibrary khơng thể được tạo ra cho một quá trình khác, rồi thì khơng cĩ cách nào để giải phĩng cho DLL. Hệ thống cuối cùng giải phĩng DLL sau khi tất cả các quá trình nối hồn tồn với DLL đã kết thúc hay gọi FreeLibrary và tất cả các quá trình đã gọi thủ tục hook lại tiếp tục quá trình xử lý bên ngồi DLL. Một phương pháp lựa chọn cho việc đặt thủ tục tồn cục là cung cấp một hàm cài đặt trong DLL, cùng với thủ tục hook. Với phương pháp này, ứng dụng cài đặt khơng cần handle chỉ tới module DLL. Bằng cách nối với DLL, ứng dụng gia tăng việc truy xuất tới hàm cài đặt. Hàm cài đặt cĩ thể cung cấp handle module DLL và những chi tiết khác ở trong cái gọi tới SetWindowsHookEx. DLL cũng cĩ thể chứa một hàm giải phĩng thủ tục hook tồn cục; ứng dụng cĩ thể gọi hàm giải phĩng hook này khi kết thúc. 5 – Hook trong Windows 3.x: Hook là một điểm trong kỹ thuật message-handling của Windows mà một ứng dụng cĩ thể sử dụng để làm tăng khả năng truy xuất tới dịng thơng điệp. Windows cung cấp nhiều kiểu hook khác nhau, mỗi kiểu cho phép truy xuất tới một kiểu thơng điệp cụ thể hay một vùng các thơng điệp. Để cĩ được một hook cụ thể thì một ứng dụng cĩ thể cài đặt một hàm lọc (filter function) để xử lý những thơng điệp được tổ chức với hook. Một hàm lọc xử lý những thơng điệp trước khi chúng đến thủ tục cửa sổ đích. Chuỗi hàm lọc (Filter-Function Chain): Một chuỗi hàm lọc là một loạt những hàm lọc họ hàng cho một hook hệ thống cụ thể. Một ứng dụng chuyển một hàm lọc cho một hook hệ thống bằng cách gọi hàm SetWindowsHook. Mỗi lần gọi thì cộng thêm một hàm lọc mới vào đầu của SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 29 chuỗi. Bất cứ khi nào một ứng dụng chyển địa chỉ một hàm lọc cho hook hệ thống nĩ phải giữ vùng nhớ cho địa chỉ hàm lọc kế tiếp trong chuỗi. SetWindowsHook cài một hàm hook vào chuỗi hook và trả về handle của hook. Khi mỗi hàm lọc hồn thành nhiệm vụ nĩ phải gọi hàm DefHookProc, hàm này sử dụng địa chỉ được lưu trong vị trí được giữ bởi ứng dụng để truy xuất hàm lọc kế tiếp trong chuỗi. Để xĩa một hàm lọc trong chuỗi lọc một ứng dụng phải gọi hàm UnhookWindowsHook với thơng số là kiểu hook và một con trỏ chỉ tới hàm. Sau đây là các hook cửa sổ tiêu chuẩn: Kiểu Chức năng WH_CALLWNDPROC Cài đặt lọc cửa sổ WH_CBT Cài đặt lọc computer-based training (CBT) WH_DEBUG Cài đặt lọc debug WH_GETMESSAGE Cài đặt lọc thơng điệp (chỉ trên những version debug) WH_HARDWARE Cài đặt lọc thơng điệp-phần cứng khơng tiêu chuẩn WH_JOURNALPLAYBACK Cài đặt lọc journaling playback WH_JOURNALRECORD Cài đặt lọc journaling record WH_KEYBOARD Cài đặt lọc bàn phím WH_MOUSE Cài đặt lọc thơng điệp chuột WH_MSGFILTER Cài đặt lọc thơng điệp WH_SYSMSGFILTER Cài đặt lọc thơng điệp trên tồn hệ thống Trong đĩ hook WH_CALLWNDPROC và WH_GETMESSAGE ảnh hưởng hoạt động của hệ thống, chỉ sử dụng để debug. Để cài đặt một hàm lọc thì ứng dụng phải trải qua 4 bước: 1 - Export hàm trong file .DEF 2 - Lấy địa chỉ hàm bằng cách dùng hàm GetProcAddress (MakeProcInstance chỉ được sử dụng khi hàm lọc khơng ở trong một DLL) 3 - Gọi SetWindowsHook , xác định kiểu hàm hook và địa chỉ của hàm (được trả về bởi GetProcAddress) 4 - Lưu giá trị trả về từ SetWindowsHook trong vị trí được giữ. Giá trị này là handle của hàm lọc trước. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 30 Những hàm cho hook tồn hệ thống phải được cho vào trong một DLL. Như vậy qua những lý thuyết về hook trong mơi trường Win32 hay trong mơi trường Win16 cho chúng ta cĩ nhận xét: dùng kỹ thuật hook cho phép ta đặt một thủ tục để theo dõi, điều khiển và xử lý các thơng điệp của hệ thống Windows theo ý của ta trước lúc thơng điệp đĩ đến được cửa sổ đích. Tuy nhiên kỹ thuật hook ở trong mơi trường Win32 mạnh hơn, nĩ cĩ thể cho phép ta thực hiện được các cơng việc cĩ vai trị tương tự như kỹ thuật override trong Win16. 6 - Giới thiệu một số hàm cĩ liên quan đến hook: a) CallMsgFilter: - Cú pháp: BOOL CallMsgFilter(lpmsg, nCode) MSG FAR* lpmsg; int nCode; - CallMsgFilter chuyển thơng điệp đưa ra và mã tới hàm lọc thơng điệp hiện hành. Hàm lọc thơng điệp là một hàm đặc tả ứng dụng kiểm tra và sửa đổi tất cả các thơng điệp. Một ứng dụng xác định hàm bằng cách sử dụng hàm SetWindowsHook. - Thơng số: lpmsg trỏ tới cấu trúc MSG chứa thơng điệp được lọc. nCode xác định một mã được sử dụng bởi hàm lọc để quyết định làm thế nào để truy xuất thơng điệp. - Giá trị trả về: chỉ ra trạng thái của quá trình xử lý thơng điệp. Trả về 0 nếu thơng điệp được xử lý và khác 0 nếu thơng điệp khơng được xử lý. - Chú ý: hàm CallMsgFilter thường được gọi bởi Windows để cho các ứng dụng kiểm tra và điều khiển luồng thơng điệp trong suốt quá trình xử lý nội ở trong menu, scroll bar hay khi di chuyển hoặc làm thay đổi kích thước một cửa sổ. b) SetWindowsHookEx: - Cú pháp: HHOOK SetWindowsHookEx(idHook, hkprc, hinst, htask) int idHook; HOOKPROC hkprc; HINSTANCE hinst; HTASK htask; SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 31 - Hàm SetWindowsHookEx cài đặt một hàm hook application-defined vào trong một chuỗi hook. Hàm này là version mở rộng của hàm SetWindowsHook. - Thơng số: idHook Kiểu của hook được cài đặt. Thơng số này gồm các kiểu hook như đã trình bày ở phần lý thuyết nêu trên. hkprc Địa chỉ procedure-instance của thủ tục hook application-defined được cài đặt. hinst Instance của module chứa hàm hook. htask Nhiệm vụ cho hook được cài đặt. Nếu NULL thì hàm hook được cài đặt cĩ tầm vực hệ thống và cĩ thể được gọi ở trong ngữ cảnh của bất kỳ quá trình nào hay nhiệm vụ nào ở trong hệ thống. - Giá trị trả về: giá trị trả về là handle của hook được cài đặt nếu hàm thành cơng. Ứng dụng hay thư viện phải sử dụng handle này để xác định hook khi nĩ gọi hàm CallNextHookeEx và UnhookWindowsHookEx. Giá trị trả về là NULL nếu cĩ lỗi. c) Hàm gỡ bỏ một hàm hook UnhookWindowsHookEx: - Cú pháp: BOOL UnhookWindowsHookEx(hhook) HHOOK hhook; - Hàm UnhookWindowsHookEx bỏ đi một hàm hook application ra khỏi một chuỗi hàm hook. Một hàm hook xử lý các sự kiện trước khi chúng được gởi tới vịng lặp thơng điệp ứng dụng trong hàm WinMain. - Thơng số: hhook Chỉ ra hàm hook được dỡ bỏ. Đây là giá trị được trả về bởi hàm SetWindowsHookExIdentifies khi hàm hook được cài đặt. - Chú ý: Hàm UnhookWindowsHookEx phải được sử dụng trong sự kiết hợp với hàm SetWindowsHookEx. d) Hàm gọi hook kế tiếp trong hook-chain CallNextHookEx: - Cú pháp: LRESULT CallNextHookEx(hHook, nCode, wParam, lParam) HHOOK hHook; int nCode; WPARAM wParam; SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 32 LPARAM lParam; - Hàm CallNextHookEx function chuyển các thơng tin hook đến hàm xử lý hook kế tiếp trong hook chain. - Thơng số hHook Chỉ định hook handle nCode Chỉ định hook code để gởi đến hook kế tiếp. Hàm xử lý hook dùng giá trị này để chỉ định xử lý thơng điệp được gởi từ hook thế nào. wParam Chỉ định 16 bits thơng tin mở rộng của thơng điệp lParam Chỉ định 32 bits thơng tin mở rộng của thơng điệp - Giá trị trả về: Giá trị trả về là kết quả của quá trình xử lý và tùy thuộc vào thơng số nCode. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 33 Chương 3: KKỸỸ TTHHUUẬẬTT OOVVEERRRRIIDDEE HHÀÀMM AAPPII SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 34 I - Khái quát về kỹ thuật override: Override cĩ nghĩa là: Thay thế một giá trị lúc run-time cho một giá trị đã cĩ trong tập tin hoặc trong chương trình. Hoặc tạo ra một đáp ứng lúc run-time thay cho tình huống dự kiến trong chương trình. Đối với các hàm giao tiếp trong mơi trường Windows thì khi Windows gọi đến các DLL (Dynamic Link Library – Thư viện liên kết động) tại các điểm nhập của các hàm Kernel, User, GDI để xử lý các hàm được gọi trong ứng dụng thì chính ở thời điểm này ta cĩ thể chen vào để cĩ thể thực hiện việc hồn tất bất kỳ thao tác xử lý gì. Việc chen vào ở thời điểm đĩ sẽ cĩ 2 cách như sau dựa vào thời điểm để chen vào: - Cách 1 : chen vào trước khi hàm API bị gọi được thi hành (front-end processing) - Cách 2 : sau khi hàm API đã kết thúc việc thực thi thì ta cho chen vào dẫn đến việc thực thi một thao tác gì hoặc một cơng việc theo yêu cầu của ta (back-end processing). Như vậy override các hàm thuộc giao tiếp Windows là một kỹ thuật cho phép developer can thiệp vào tiến trình gọi hàm API nhằm thực hiện một thao tác, một cơng việc gì đĩ theo mục đích của developer trước khi quá trình thực thi hàm API bắt đầu (theo cách 1) hoặc là ngay sau khi đã kết thúc việc thực thi hàm API (theo cách 2). II - Lý do để sử dụng kỹ thuật override trong lập trình trên mơi trường Windows: Như vậy nếu sử dụng kỹ thuật override thì developer cĩ thể lập trình để chen vào tiến trình thực thi các hành vi, thao tác xử lý riêng của mình bằng cách đĩn đợi thơng báo gọi hàm API tương ứng từ chương trình ứng dụng và chuyển hướng điều khiển cho thực thi đoạn chương trình riêng đĩ mà khơng cần sửa đổi, biên dịch lại chương trình ứng dụng. Khi khơng cần thiết thì cơ chế override cĩ thể được tắt đi và chương trình ứng dụng cĩ thể trở về thực thi bình thường đúng chức năng của mình . Ngồi ra, override các hàm Windows API là một quá trình can thiệp động vào hệ thống nên kỹ thuật override là rất cần thiết trong trường hợp developer muốn bổ xung thêm hoặc sửa đổi một số tính năng hoạt động của tất cả hay chỉ một số ứng dụng đang chạy trong hệ thống mà khơng cần phải sửa chữa hay biên dịch lại các chương trình nguồn của ứng dụng. Mà dù cĩ muốn thì developer cũng khơng thể làm được điều này bởi vì Windows khơng cho phép thâm nhập cũng như cơng bố bản mã nguồn của các ứng dụng đĩ. Từ đĩ ta thấy override xử lý các tình huống này SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 35 hồn tồn một cách tự động. Như vậy, trong Windows thì kỹ thuật override là một trong những kỹ thuật cĩ thể được dùng như là phương tiện nâng cao tính năng của chương trình ứng dụng mà vẫn được sự chấp thuận của hệ thống Windows. Một vài chương trình xử lý ngắt trong hệ điều hành DOS cĩ thể được override bởi đoạn chương trình xử lý ngắt riêng của user bằng cách gán địa chỉ bộ nhớ nơi mà chương trình xử lý ngắt mới vào bảng vector ngắt tương ứng với số hiệu ngắt đồng thời lưu giữ địa chỉ của chương trình xử lý ngắt để trở về hoặc phục hồi bảng vector ngắt khi cần thiết. Mỗi khi cĩ ngắt xảy ra hệ thống sẽ tham khảo bảng vector ngắt để xác định địa chỉ của chương trình phục vụ cần thi hành và chuyển điều khiển đến đĩ, lúc này đoạn chương trình của user cĩ địa chỉ đặt trong bảng vector ngắt mới sẽ thực thi. Điểm trở về của chương trình sẽ do user quyết định: chuyển điều khiển đến lệnh kế tiếp sau lệnh đã xảy ra ngắt hoặc tiếp tục thi hành lệnh ngắt cũ rồi mới trở về. Từ đĩ trong Windows chúng ta sẽ tìm cách trỏ tới địa chỉ đoạn chương trình sẽ override hàm API thay vì hệ thống phải chuyển điều khiển tới địa chỉ đoạn mã thực sự của hàm API mỗi khi hàm được gọi. Tuy nhiên do cơ chế quản lý bộ nhớ của Windows khác với DOS nên chúng ta phải tìm hiểu thật kỹ về cơ chế quản lý bộ nhớ của Windows để cĩ thể tìm ra được giải pháp kỹ thuật thật tốt cho vấn đề override. Đặc biệt chúng ta cũng cần tìm hiểu sự khác nhau giữa Windows 16-bit và Windows 32-bit. III - Cơ chế hoạt động và quản lý bộ nhớ trên Windows 16bits : Windows 16bits tự động chạy ở chế độ “386 enhanced mode” ở các máy 386, bộ nhớ tối thiểu 2MB. Đĩ thực chất là chế độ standard với 2 đặc tính bổ sung: Windows dùng các thanh ghi trang của 386 để hiện thực bộ nhớ ảo Windows sử dụng chế độ ảo 8086 của 386 để đáp ứng chế độ đa nhiệm MS- DOS. Chế độ 386 enhanced và chế độ standard đem lại cho Windows những lợi ích từ cơ chế bảo vệ (protected mode) của các bộ vi xử lý 286, 386. Bộ nhớ mở rộng (extended memory) được bổ sung trực tiếp vào bộ nhớ conventional (conventional memory) và được sử dụng như một khối nhớ liên tục. Cơ chế bảo vệ cịn cung cấp các hỗ trợ đặc biệt về quản lý bộ nhớ mà ở chế độ thực khơng cĩ như việc áp buộc các truy xuất bộ nhớ phải tuân thủ một số quy luật nhằm trợ giúp đảm bảo tính tồn vẹn của mỗi chương trình, của mỗi dữ liệu của chương trình và của chính bản thân hệ thống. Các ứng dụng Windows trong chế độ này cĩ thể truy xuất đến một vùng nào đĩ trên đĩa cứng và sử dụng nĩ như một phần của bộ nhớ. Để truy xuất đúng phần địa chỉ ảo này Windows cĩ bộ quản lý bộ nhớ ảo VMM (Virtual Memory Manager), SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 36 nĩ làm việc cùng với phần cứng phân trang được thiết kế sẵn trong con 386. Trong chế độ này, khơng gian địa chỉ cĩ thể lên gấp 4 lần kích thước bộ nhớ vật lý khả dụng. Chế độ bảo vệ (protected mode): là trạng thái của bộ vi xử lý quy định một số quy luật khi bộ nhớ được đánh địa chỉ nhằm làm giảm những rủi ro mà chương trình cĩ thể ghi đè phần bộ nhớ khơng thuộc về nĩ. Trong chế độ bảo vệ một chương trình sẽ dùng một segment gồm 2 phần: segment identifier và offset để đánh địa chỉ bộ nhớ. Sự chuyển đổi từ địa chỉ luận lý sang địa chỉ vật lý như sau: bộ vi xử lý sẽ tham khảo các bảng miêu tả (descriptor table) (bảng chứa dữ liệu đặc biệt) được hệ điều hành khởi tạo và quản lý. Cĩ 2 loại: bảng miêu tả tồn cục GDT (Global Descriptor Tables) và bảng miêu tả cục bộ LDT (Local Descriptor Table). Một bảng miêu tả gồm một mảng các mẫu tin về thơng tin của segment được gọi là bộ miêu tả phân đoạn (segment selector). Phần địa chỉ bộ nhớ mà chúng ta gọi là segment identifier được tham khảo đến như là một bộ chọn phân đoạn (segment selector). Một segment selector là một chỉ số vào mảng các bộ miêu tả tạo nên bảng miêu tả, nĩ xác định segment descriptor cung cấp chi tiết cần thiết để truy xuất phân đoạn dữ liệu. Khi chương trình tham chiếu đến một vị trí nhớ, CPU sẽ nạp segment descriptor vào các thanh ghi đặc biệt để xác định địa chỉ vật lý của segment sau đĩ offset được cộng vào địa chỉ nền (base address) để truy xuất đến các byte bộ nhớ mong muốn. Cấu trúc của bộ chọn chế độ bảo vệ (protected mode selector): chỉ cĩ 13 trong số 16 bit giá trị segment được dùng như chỉ số của bảng miêu tả, 3 bit cịn lại chia thành 2 phần quan trọng trong sơ đồ địa chỉ hĩa và cơ chế bảo vệ. Bit 2 là cờ báo bảng miêu tả nào đang được dùng cho phép hệ điều hành thiết lập khơng gian địa chỉ của chương trình bằng cách dùng 2 bảng miêu tả: GDT bao hàm tồn bộ bộ nhớ được chia sẻ cho tồn hệ thống cịn LDT là khơng gian địa chỉ riêng của chương trình. Bit 0 và bit 1 mơ tả mức đặc quyền yêu cầu của phân đoạn RPL (requested privilege level), chúng được phần mềm hệ điều hành thiết lập để khởi tạo và ép buộc sơ đồ bảo vệ bộ nhớ với 4 mức đặc quyền (0,1,2,3): mức 0 là cao nhất dành riêng cho hầu hết phần mềm hệ điều hành tin cậy. Các chương trình và thư viện Windows được đặc thường trú ở mức đặc quyền thấp nhất – vành 3 để giải phĩng và trao các mức đặc quyền cao hơn cho các thành phần khác của hệ điều hành. Trong chế độ hỗ trợ bộ nhớ ảo của Windows: chỉ cĩ trong chế độ 386 enhanced và cùng làm việc bên cạnh cơ chế bảo vệ. Các byte dữ liệu cần làm việc được xác định giống như ở chế độ bảo vệ bình thường nhưng khác ở chỗ cách dịch địa chỉ base+offset. Trong chế độ bảo vệ bình thường địa chỉ bộ nhớ dịch ra là địa chỉ vật lý. Nhưng trong chế độ 386 enhanced phần cứng phân trang được thiết kế SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 37 sẵn trong bộ vi xử lý Intel 80386 sẽ được kích hoạt cho phép địa chỉ được xem như là một địa chỉ ảo. Các giá trị segment và offset sẽ được giải mã để thành khơng gian địa chỉ ảo. Khơng gian địa chỉ ảo này được phân thành các trang nhớ 4K, mỗi trang này cĩ thể hoặc nằm trên bộ nhớ vật lý hoặc nằm trong tập tin hốn chuyển trên đĩa. Khi một tham khảo được thiết lập đến một vị trí thường trú trên đĩa, một lỗi trang sẽ được bật, là một ngắt nội tới CPU. Ngay lúc này, trình quản lý bộ nhớ ảo sẽ đọc trang nhớ mong muốn từ đĩa vào để truy xuất được dữ liệu. Chỉ thị bật lỗi trang sẽ được khởi động lại và cơ chế phân trang hồn tồn trong suốt với phần mềm. Sử dụng bộ nhớ: Sử dụng các khối bộ nhớ: trong Windows bộ nhớ được quản lý theo khối, cĩ thể di chuyển và huỷ bỏ (discardable) được. Mỗi khối nhớ di chuyển được sẽ khơng cĩ địa chỉ cố định nên Windows cĩ thể di chuyển nĩ đến vị trí mới và cũng cĩ thể tận dụng tối đa phần bộ nhớ cịn lại. Đối với khối nhớ hủy bỏ được Windows cĩ thể hủy nĩ để cấp cho nhu cầu khác và ứng dụng cĩ thể nạp trở lại dữ liệu khi cần thiết. Khi xin cấp một khối nhớ thì user sẽ nhận từ windows một handle bộ nhớ , dùng handle để lấy địa chỉ khối nhớ khi cần truy xuất, trong khi đang cập nhật khối nhớ thì handle phải được khĩa lại để khối nhớ khơng di chuyển được, khi cập nhật xong thì mở khĩa cho handle để Windows cĩ thể di chuyển được. Sử dụng bộ nhớ tồn cục (Global Memory): Bộ nhớ tồn cục gồm bộ nhớ của máy tính được sử dụng cho các ứng dụng và thư viện của Windows. Ứng dụng cĩ thể xin cấp bộ nhớ lớn tuỳ ý phụ thuộc vào bộ nhớ tồn cục cịn lại. Sử dụng bộ nhớ cục bộ (Local Memory): nhằm đáp ứng nhu cầu cấp phát những đối tượng kích thước nhỏ, nhưng khơng được vượt quá 64 KB. IV – Cơ chế hoạt động và quản lý bộ nhớ trong Windows 32bits: Windows 32bits sử dụng mơ hình bộ nhớ phẳng 4GB đã loại trừ được nhiều vấn đề nảy sinh trong hệ điều hành DOS bởi việc thay thế kiến trúc bộ nhớ phân trang thay cho kiến trúc bộ nhớ phân đoạn vốn chậm chạp. Mỗi ứng dụng DOS chạy trong máy ảo VM (Virtual Machine) của nĩ. Điều này tạo cho mỗi quá trình DOS một mức bảo vệ khỏi các quá trình khác và gia tăng lượng vùng nhớ thấp khả dụng. Việc sử dụng bộ nhớ được điều khiển bởi các quá trình VxD 32 bit làm gia tăng tốc độ xử lý. Cả hai trình VCACHE và VMM là các quá trình 32 bit làm giảm thiểu tổng phí và gia tăng tốc độ cho việc đánh địa chỉ và việc hốn đổi thơng tin giữa bộ nhớ và đĩa. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 38 Windows 32bits chỉ cĩ thể hoạt động trên hệ thống 386 trở lên do yêu cầu phải cĩ phần cứng hỗ trợ sơ đồ địa chỉ hĩa 32 bit và cơ chế phân trang bộ nhớ. Kiến trúc bộ nhớ: Kiến trúc bộ nhớ của Windows 32bits được định nghĩa là hệ thống bộ nhớ ảo địi hỏi phân trang dựa trên nền mơ hình bộ nhớ phẳng 4GB bằng cách sử dụng sơ đồ địa chỉ hĩa 32 bit. Hệ thống yêu cầu phân trang (demand-paged) điều khiển việc truy xuất vào bộ nhớ chính và việc thực thi quá trình , dựa trên các phần mềm yêu cầu cho hệ điều hành mà phần mềm đang xử lý đặt ra. Hệ điều hành cũng giám sát các tài nguyên hệ thống, xác định quá trình nào đang yêu cầu bộ nhớ và cung cấp một vài cơ chế để đáp ứng các yêu cầu đĩ. Bộ nhớ ảo là khơng gian bao gồm cả bộ nhớ vật lý liên kết với hệ thống lưu trữ trên đĩa cứng nhằm làm cho việc thi hành của các quá trình cĩ đủ vùng nhớ để thực thi các chỉ thị phầm mềm. Mơ hình bộ nhớ phẳng tuyến tính cho phép đánh địa chỉ bắt đầu tại một vài vị trí nào đĩ, 0 hay 0000h và tiếp tục cho đến giới hạn lớn nhất, 4G hay FFFF:FFFFh bằng cách dùng sơ đồ đánh địa chỉ tăng dần. Sơ đồ địa chỉ hĩa này chỉ được hỗ trợ bởi phần cứng của hệ thống 386 hoặc cao hơn. Mơ hình lập trình 386: Các thanh ghi và đường dẫn dữ liệu 32 bit của hệ thống 386 (và cao hơn) cho phép 4GB khơng gian địa chỉ vật lý. Khơng gian bộ nhớ ảo của chế độ bảo vệ 30386 gồm cĩ 16383 tuyến tính cho mỗi bộ nhớ 4GB. Việc biểu hiện bộ nhớ tuyến tính 4GB được gọi là mơ hình bộ nhớ phẳng (flat memory model). Mỗi thanh ghi đơn cĩ thể được coi như một con trỏ chỉ vào khơng gian địa chỉ 4GB này. Các thanh ghi trong 80386 cĩ giá trị 32 bit, gồm 5 nhĩm chính: Nhĩm thanh ghi đa dụng (general purpose register): dùng di chuyển dữ liệu ra vài bộ vi xử lý, kiểm tra và lập các cờ trạng thái. Nhĩm các thanh ghi gỡ rối (debuging register): cho phép người lập trình thiết lập một vài địa chỉ ngắt (breakpoint address) trong quá trình để theo dõi, gỡ lỗi cho chương trình. Nhĩm các thanh ghi trạng thái và điều khiển (status and control register): cung cấp các cờ trạng thái chỉ ra kết quả của các phép tốn và được dùng để thay đổi các bước thực thi của chương trình dựa vào kết quả kiểm tra cờ. Các thanh ghi cờ trạng thái được bộ quản lý bộ nhớ ảo VMM sử dụng rộng rãi để quản lý bộ nhớ. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 39 EIP là thanh ghi lệnh mở rộng (extended instruction register): chỉ ra địa chỉ của lệnh tiếp theo sẽ được thi hành. Nhĩm các thanh ghi điều khiển (control register): được hệ điều hành dùng điều khiển việc thực thi chương trình và được dùng bởi VMM để đánh địa chỉ cho bộ nhớ ảo, hỗ trợ đặc điểm tổ chức bộ nhớ theo trang của 386. Các thanh ghi phân đoạn (segment register): duy trì sự tương thích với hệ thống 80286 và cung cấp địa chỉ phân đoạn khi 386 chạy trong chế độ thực hoặc chế độ chuẩn. Địa chỉ hĩa bộ nhớ ảo: Windows 32bits dùng sơ đồ địa chỉ phân trang làm cho bộ nhớ vật lý dường như rộng thêm hơn. Thư mục trang (page directory): là một bảng chứa đựng địa chỉ của 1024 bảng trang (page table), mỗi địa chỉ rộng 32 bit nên kích thước của thư mục trang là 4096 bytes. Bảng trang (page table): bao gồm là các điểm nhập, mỗi điểm nhập là sự kết hợp của địa chỉ vật lý và các cờ trạng thái của bộ nhớ vật lý. Sự kết hợp giữa thư mục trang và một bảng trang đơn độc sẽ đánh địa chỉ cho 4MB bộ nhớ. Vì vậy nếu RAM được thêm vào thì địi hỏi cũng phải thêm bảng trang cho mỗi 4MB. Các địa chỉ bảng trang tuần tự được lưu giữ trong thư mục trang cho đến tối đa 1024 địa chỉ. Cách đánh địa chỉ trang như trên là lý do giải thích tại sao bộ nhớ tối thiểu cho Windows 32bits là 4MB. Mỗi quá trình trong Windows 32bits cĩ một tập các địa chỉ bảng trang được gán cho nĩ. Mỗi địa chỉ này bao gồm phần 20 bit cao là một địa chỉ vật lý và phần 12 bit thấp là các cờ trạng thái. Các cờ này cung cấp thơng tin cần thiết cho thành phần Kernel của Windows và chương trình người sử dụng. Khung trang (page frame): mỗi khung trang được đánh địa chỉ duy nhất bởi một điểm nhập trong bảng trang. Phần 12 bit thấp của địa chỉ ảo 32 bit này đặc tả cho 1 byte duy nhất của bộ nhớ. Việc sử dụng 12 bit này sẽ đánh địa chỉ tồn bộ 4096 byte của khung trang và như vậy khung trang sẽ chỉ vào các địa chỉ RAM vật lý. Như vậy một địa chỉ ảo 32 bit được chia làm 3 phần: 10 bit cao (22 - 31) chỉ ra bảng trang được chọn trong thư mục trang 10 bit tiếp theo (12 - 21) chỉ ra địa chỉ của khung trang thuộc bảng trang 12 bit thấp (0 - 11) đặc tả cho địa chỉ byte vật lý bên trong ranh giới 4K của trang SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 40 Khơng gian bộ nhớ ảo của trình ứng dụng: Trong Windows 32bits, mỗi quá trình cĩ một khơng gian địa chỉ 4GB riêng của nĩ. Các nhánh (thread) thuộc quá trình chỉ cĩ thể truy xuất đến khơng gian nhớ thuộc về quá trình đĩ mà thơi. Khơng gian địa chỉ của tất cả các quá trình khác đều khơng thể truy xuất đối với nhánh đang chạy. Tuy nhiên riêng trong Windows 32bits thì khơng hồn tồn trọn vẹn như vậy, vùng nhớ thuộc về hệ điều hành khơng được che giấu đối với nhánh đang chạy do vậy rất cĩ khả năng nhánh đang chạy vì một sự cố nào đĩ sẽ truy xuất vào vùng dữ liệu của hệ điều hành và làm hỏng hệ thống. Khơng gian địa chỉ của mỗi quá trình được phân thành các vùng như sau: Vùng địa chỉ từ 0x00000000 đến 0x003FFFFF: Đây là vùng nhớ kích thước 4MB ở phần đáy của khơng gian địa chỉ, Windows 32bits dùng để đảm bảo tính tương thích với MS-DOS và Windows 16 bit. Các ứng dụng 32 bit khơng nên đọc ghi vào vùng này. Về mặt lý thuyết thì CPU sẽ tạo ra lỗi truy xuất (access violation) nếu một nhánh nào đĩ của quá trình chạm vào vùng nhớ này, tuy nhiên vì lý do kỹ thuậ thì thực tế Microsoft khơng thể bảo vệ tồn bộ vùng nhớ này mà chỉ cĩ thể bảo vệ vùng 4KB thấp nhất. Vì thế nếu một nhánh nào đĩ của quá trình cố gắng đọc ghi vào vùng nhớ cĩ địa chỉ từ 0x00000000 đến 0x00000FFF thì CPU sẽ phát hiện và báo lỗi truy xuất. Việc bảo vệ vùng 4KB này đặc biệt hữu ích cho việc phát hiện các phép gán con trỏ rỗng. Vùng địa chỉ từ 0x00040000 đến 0x7FFFFFFF: Phần khơng gian 2.143.289.344 (= 2GB – 4KB) là nơi thường trú của khơng gian địa chỉ riêng (khơng chia sẻ) của quá trình. Một quá trình Win32 khơng thể đọc/ghi hoặc bằng bất kỳ cách nào truy xuất truy xuất dữ liệu của quá trình khác đang thường trú trên vùng này. Đối với tất cả các ứng dụng Win32, vùng này là nơi mà phần chính yếu của dữ liệu quá trình đang cất giữ. Vùng địa chỉ từ 0x80000000 đến 0xBFFFFFFF: Vùng 1GB này là nơi hệ thống cất giữ dữ liệu dùng chia sẽ giữa tất cả các quá trình Win32 chẳng hạn như các thư viện liên kết động hệ thống, kernel32.dll, user32.dll, gdi32.dll, advapi32.dll đều được nạp vào vùng khơng gian địa chỉ này. Chính điều này làm cho 4 thư viện hệ thống trở nên dễ dàng khả dụng đối với tồn bộ các quá trình Win32 một cách đồng thời. Hệ thống cũng ánh xạ tồn bộ các tập tin ánh xạ bộ nhớ (memory-mapped file) vào vùng này. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 41 Vùng địa chỉ từ 0xC0000000 đến 0xFFFFFFFF: Vùng 1GB này là nơi mã lệnh của hệ điều hành được định vị, bao gồm các trình điều khiển thiết bị ảo của hệ thống (VxD), mã lệnh quản lý bộ nhớ ở mức thấp, mã lệnh tập tin hệ thống. Cũng giống như vùng nhớ trước, tồn bộ mã lệnh trong vùng này được chia sẽ cho tất cả quá trình Win32. Tuy nhiên dữ liệu trong vùng này lại khơng được bảo vệ, bất kỳ một ứng dụng Win32 nào cũng cĩ thể đọc/ghi vào vùng này và làm hỏng hệ thống. Như vậy thì ý tưởng cơ bản cho việc thực hiện kỹ thuật override trong Windows 32 là cũng nhảy tới địa chỉ của hàm override tương ứng mỗi khi hàm API nào đĩ được gọi. Tuy nhiên, đối với Windows 32bits thì mỗi quá trình trong hệ thống đều được thực thi trong một khơng gian địa chỉ riêng rẽ. Nên muốn can thiệp vào quá trình gọi hàm của ứng dụng thì chúng ta phải bằng mọi cách thâm nhập vào khơng gian địa chỉ của ứng dụng, thì lúc đĩ chúng ta mới cĩ thể điều khiển được quá trình gọi hàm API. Nhưng ở Windows 16 bit thì các hàm dùng để thay đổi thuộc tính các trang nhớ chứa mã hàm API thì nay ở trong Windows 32 bit khơng cịn được hỗ trợ nữa. Như vậy làm theo cách như ở Windows 16 bit là khơng khả thi, vấn đề đặt ra là phải tìm cách thay đổi thuộc tính các trang nhớ đang chứa mã hàm API nguyên thủy. Chúng tơi đã cố gắng nghiên cứu cơng việc này bằng các phương pháp được giới thiệu trong chương 16: Breaking Through Process Boundary Walls của cuốn Advance Windows – The Developer’s Guide to the Win32 API for Windows NT 3.5 and Windows 95 và tìm cách thực hiện nhưng chưa đạt được kết quả khả quan. Do hạn chế về thời gian cũng như tài liệu tham khảo về các kỹ thuật này rất ít nên việc nghiên cứu để tìm ra cách giải quyết vấn đề sử dụng kỹ thuật override trong Windows 32bits chưa đi đến kết quả nên chúng tơi buộc phải chọn kỹ thuật override trong Windows 16bits để overrride các hàm xuất văn bản cĩ sẵn để áp dụng vào chương trình của mình. V – Hiện thực kỹ thuật override trên Windows 16bits: Phương pháp mà chúng tơi chọn để áp dụng vào chương trình là ở dạng front- end processing tức là 5 bytes lệnh đầu tiên của đoạn mã lệnh hàm API sẽ được ghi đè bằng 5 bytes của lệnh JMP address trong đĩ byte thứ nhất là mã hợp ngữ của lệnh CALL, 4 byte kế tiếp là offset và segment tương ứng của đoạn mã lệnh hàm override. Trình tự hiện thực bao gồm các bước sau: SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 42 1 - Xác định địa chỉ bộ nhớ nơi đoạn mã lệnh override thường trú: Thường chúng được tập hợp dưới dạng các tập tin .DLL, .EXE của developer. Cĩ 2 hàm để lấy địa chỉ logic trong bộ nhớ của bất kỳ hàm API nào: GetProcAddress và MakeProcInstance. 2 - Xác định địa chỉ bộ nhớ nơi bắt đầu đoạn mã tương ứng của hàm API cần override: Đây cũng chính là điểm nhập của các hàm trong thư viện liên kết động đã được nạp vào bộ nhớ. Các thư viện này là thành phần cơ bản của Windows và được nạp vào bộ nhớ khi Windows khởi động. Tại địa chỉ bộ nhớ của hàm API cĩ được ta cĩ thể tạo một lệnh nhảy từ đây đến địa chỉ đoạn mã lệnh override. Nhưng Windows chỉ cho phép ghi lên data segment chứ khơng cho phép ghi lên code segment. Vì vậy ta phải cĩ bước trung gian: 3 - Thay đổi thuộc tính của segment chứa mã hàm API trong Windows: Bằng cách dùng hàm PrestoChangoSelector để cĩ thể thay đổi thuộc tính segment theo 2 chiều: từ code sang data hoặc từ data sang code. 4 - Ghi mã lệnh nhảy vào địa chỉ bắt đầu đoạn mã hàm API: Dùng lệnh nhảy khơng điều kiện JMP thì lúc đĩ stack của ứng dụng sẽ khơng đổi, đỉnh stack vẫn là địa chỉ trở về ứng dụng sau lệnh gọi hàm API, do vậy khi gặp lệnh return trong thân hàm override thì địa chỉ trở về là địa chỉ lệnh kế tiếp sau lệnh gọi hàm API trong ứng dụng. Như vậy để làm điều này thì chúng ta ghi đè 5 bytes đầu tiên tại địa chỉ bắt hàm API với dội dung là mã hợp ngữ của lệnh JMP address trong đĩ byte đầu tiên là mã lệnh JMP, cĩ giá trị là 0EAh, 4 byte kế tiếp là địa chỉ logic dạng kiến trúc đoạn offset (2 byte)-segment (2 byte) nơi bắt đầu đoạn mã lệnh override của developer. 5 - Phục hồi 5 bytes nguyên thủy mã lệnh đầu tiên của hàm API: - Để gỡ bỏ override, trả lại hàm API như cũ. - Giải thuật thực hiện nĩi chung giống hệt như việc cài đặt override, chỉ khác là thay vì ghi mã lệnh nhảy và địa chỉ thì bây giờ ghi 5 bytes nguyên thủy của hàm API. - Năm bytes nguyên thủy của hàm API là hằng số, nên cĩ thể dùng một trong hai cách sau: * Ghi thẳng các mã lệnh này vào trong chương trình. Cách này đơn giản dễ làm nên việc hiện thực chương trình nhanh, và khơng phụ thuộc vào nhân tố bên SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 43 ngồi (phần bộ nhớ lưu trữ 5 bytes nguyên thủy) nên tránh được việc chương trình chạy sai lệch nếu vơ ý thay đổi 5 bytes này, nhưng khơng tổng quát. * Khi cài đặt override thì đọc 5 bytes nguyên thủy, lưu vào trong DLL, đến khi gỡ bỏ thì lấy 5 bytes đĩ ghi trở lại. Cách này tổng quát hơn, nhưng chương trình sẽ phức tạp hơn và phải làm nhiều việc hơn một cách khơng cần thiết. 6 - Thiết kế hàm override API: Điều trước nhất cần nhớ khi thiết kế hàm override API là việc đặt các parameters của nĩ: phải giống hệt như hàm API nguyên thủy, và từ các parameters này ta sẽ chứa các thơng tin cần thiết. Đồng thời thơng tin trả về cũng phải cùng kiểu dữ liệu với hàm API nguyên thủy. Việc xử lý bên trong hàm override thì tùy ý đồ của ứng dụng, nĩi chung là cĩ thể làm bất cứ việc gì. Chỉ cĩ một việc đặc biệt và cần thiết là gọi lại hàm nguyên thủy, nĩi chung việc này cũng đơn giản, bao gồm 3 bước như sau: - Gỡ bỏ override : Hàm API trở lại bình thường - Gọi lại hàm API - Cài đặt override lại như cũ. 7 – Cách lấy nội dung 5 bytes đầu tiên của một hàm API: Chúng tơi chọn phương pháp thứ nhất để phục hồi nội dung 5 bytes đầu của hàm API khi gỡ bỏ override. Muốn vậy phải xác định trước giá trị 5 bytes này. Các bước hiện thực để lấy nội dung 5 bytes đầu tiên của một hàm API như sau: - Lấy địa chỉ của hàm API thường trú trong bộ nhớ - Lấy địa chỉ offset và segment của hàm - Sau đĩ dùng đoạn chương trình viết bằng hợp ngữ để chuyển nội dung từng byte một vào trong 1 biến cĩ cấu trúc chỉ gồm 1 trường là một mảng 5 byte. - Từ đĩ cho hiển thị để biết nội dung. Như vậy ta cĩ thể đọc nội dung của bất kỳ hàm API nào. Sau đây là chương trình thực hiện: // kieu du lieu struct First5 { BYTE memb[5]; }; typedef struct First5 ARRAY5BYTE; SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 44 // doan chuong trinh ARRAY5BYTE FAR PASCAL Get5ByteOrgFunction( LPCSTR APIFunctionName) { HINSTANCE hinstDll; FARPROC fpFunction; UINT fpFunctionOff, fpFunctionSeg; BYTE Byte5temp[5]; ARRAY5BYTE Array5temp; hinstDll= LoadLibrary("USER.EXE"); if (hinstDll < HINSTANCE_ERROR) { MessageBox(NULL,"Can not load library", NULL,MB_ICONEXCLAMATION); return(NULL); } fpFunction= GetProcAddress(hinstDll,APIFunctionName); fpFunctionSeg=SELECTOROF(fpFunction); fpFunctionOff=OFFSETOF(fpFunction); FreeLibrary(hinstDll); // lay noi dung cua 5 bytes dau cho vao cau truc Byte5temp // bang ngon ngu Assembly _asm { push ds mov ds,fpFunctionSeg mov bx,fpFunctionOff inc fpFunctionOff inc fpFunctionOff mov ax,[bx] mov Byte5temp[0],al mov Byte5temp[1],ah mov bx,fpFunctionOff inc fpFunctionOff inc fpFunctionOff mov ax,[bx] mov Byte5temp[2],al SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 45 mov Byte5temp[3],ah mov bx,fpFunctionOff mov ax,[bx] mov Byte5temp[4],al pop ds } Array5temp.memb[0]=Byte5temp[0]; Array5temp.memb[1]=Byte5temp[1]; Array5temp.memb[2]=Byte5temp[2]; Array5temp.memb[3]=Byte5temp[3]; Array5temp.memb[4]=Byte5temp[4]; return(Array5temp); } Nội dung 5 bytes đầu tiên của 5 hàm xuất văn bản của Windows 3.x: Hàm Nội dung TextOut 55 8B EC 68 DD h ExtTextOut B8 8F 05 45 55 h TabbedTextOut 55 8B EC 68 66 h DrawText C8 10 00 00 1E h GrayString 66 58 6A 19 66 h VI – Một số hàm được sử dụng trong kỹ thuật override: 1 – Hàm LoadLibrary: - Cú pháp: HINSTANCE LoadLibrary(lpszLibFileName) LPCSTR lpszLibFileName; - Hàm LoadLibrary nạp library module. - Thơng số lpszLibFileName: Trỏ tới một chuỗi kết thúc bằng ký tự null là tên của file thư viện được nạp. Nếu chuỗi khơng chứa đường dẫn thì Windows sẽ tìm kiếm thư viện theo trình tự sau: - Thư mục hiện hành SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 46 - Thư mục Windows (chứa trong WIN.COM), hàm GetWindowsDirectory lấy đường dẫn của thư mục này. - Thư mục hệ thống Windows (chứa trong file hệ thống như GDI.EXE), hàm GetSystemDirectory lấy đường dẫn của thư mục này. - Thư mục chứa file thực thi cho task hiện hành, hàm GetModuleFileName lấy đường dẫn của thư mục này. - Thư mục đã liệt kê trong biến mơi trường PATH. - Danh sách thư mục đã ánh xạ trong mạng. Giá trị trả về: là handle của module thư viện được nạp nếu hàm thành cơng, ngược lại là lỗi nếu giá trị nhỏ hơn HINSTANCE_ERROR. 2 – Hàm FreeLibrary: - Cú pháp: void FreeLibrary(hinst) HINSTANCE hinst; - Hàm FreeLibrary giảm số lần tham chiếu của module library được nạp. Khi số lần tham chiếu là 0 thì bộ nhớ sẽ chiếm lại. - Thơng số: hinst Library module được nạp. - Giá trị trả về: hàm khơng trả về giá trị gì. 3 – Hàm GetProcAddress: - Cú pháp: FARPROC GetProcAddress(hinst, lpszProcName) HINSTANCE hinst; LPCSTR lpszProcName; - Hàm GetProcAddress lấy địa chỉ của hàm module - Thơng số: hinst module chứa hàm SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 47 lpszProcName Con trỏ tới địa chỉ chuỗi null-terminated chứa tên hàm hay số thứ tự của hàm. Nếu là số thứ tự thì giá trị phải ở trong word thấp và word cao phải là 0. Giá trị trả về: là giá trị điểm nhập của hàm module nếu hàm thành cơng,ngược lại trả về NULL. Thơng số lpszProcName là một giá trị số thứ tự và hàm được xác định bởi số thứ tự đĩ khơng tồn tại trong module thì hàm vẫn cĩ thể trả về giá trị non-NULL. Xác định hàm bằng tên tốt hơn. 4 – Hàm MakeProcInstance: - Cú pháp: FARPROC MakeProcInstance(lpProc, hinst) FARPROC lpProc; HINSTANCE hinst; - MakeProcInstance trả về địa chỉ của prolog code một hàm exported. Prolog code buộc một instance data segment với một hàm exported. Khi hàm được gọi nĩ truy xuất tới các biến và dữ liệu trong instance data segment đĩ. - Thơng số: lpProc địa chỉ của hàm exported. hinst instance được tổ chức với data segment yêu cầu. - Giá trị trả về: chỉ tới prolog code cho hàm exported nếu thành cơng, ngược lại là NULL. 5 – Hàm FreeProcInstance: - Cú pháp: void FreeProcInstance(lpProc) FARPROC lpProc; - Hàm FreeProcInstance giải phĩng hàm ra khỏi data segment buộc lấy nĩ bởi hàm MakeProcInstance. - Thơng số: lpProc: chỉ tới địa chỉ procedure-instance address của hàm được giải phĩng. Nĩ phải được tạo bởi hàm MakeProcInstance. - Hàm khơng trả về giá trị gì. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 48 6 – Hàm AllocSelector: - Cú pháp: UINT AllocSelector(uSelector) UINT uSelector; - Hàm AllocSelector cấp phát một selector mới. Windows khơng khuyến khích sử dụng hàm này, chỉ sử dụng khi thực sự cần thiết, trong Windows 32bit khơng support. - Thơng số: uSelector là selector để trả về. Nếu là selector khơng hợp lệ thì trả về một một selector mới là một bản sao chính xác của cái đã xác định ở đây. Nếu là 0 thì trả về một selector mới khơng được khởi tạo. - Giá trị trả về: là một selector bản sao của selector đã tồn tại hoặc là một selector mới chưa được khởi tạo, ngược lại là 0. 7 – Hàm PrestoChangoSelector: - Cú pháp: UINT PrestoChangoSelector( uSourceSelector, uDestSelector) UINT uSourceSelector; UINT uDestSelector; - Hàm PrestoChangoSelector tạo ra một code selector tương ứng với data selector đã cho hoặc tạo ra một data selector tương ứng với một code selector đã cho. Windows khơng khuyến khích sử dụng hàm này, chỉ sử dụng khi thực sự cần thiết, trong Windows 32bit khơng support. - Thơng số: uSourceSelector selector cần đổi uDestSelector selector được cấp trước đĩ bởi hàm AllocSelector. Selector được cấp trước này nhận selector được chuyển đổi. - Giá trị trả về: là selector đã được đổi nếu thành cơng, ngược lại là 0. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 49 Chương 4: KKẾẾTT XXUUẤẤTT VVĂĂNN BBẢẢNN TTRROONNGG WWIINNDDOOWWSS SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 50 I - Kết xuất văn bản trong Windows: Trong phần lớn các ứng dụng thì văn bản là phần kết xuất chính. Do Windows là một hệ điều hành độc lập thiết bị (device independent) nên việc kết xuất văn bản cũng tương đối dễ chịu. Cũng như các thành phần đồ họa khác trong Windows, việc xuất văn bản lên màn hình phải thơng qua trung gian là DC (device context). Như thế, đặc tính độc lập thiết bị của hệ điều hành Windows bắt buộc developer phải làm việc gián tiếp để hiển thị văn bản nhưng Windows đảm bảo là chương trình của ta sẽ chạy được trên bất kỳ thiết bị nào. Trong đa số trường hợp Windows sẽ giải quyết hoạt động của thiết bị thơng qua các driver thiết bị mà người sử dụng đã cho cài đặt trên hệ thống. Các driver thiết bị sẽ chận hứng dữ kiện mà ứng dụng muốn cho hiển thị rồi cho dịch các dữ liệu này ra dạng thích hợp của thiết bị mà nĩ sẽ hiển thị lên như màn hình, máy in Mỗi thiết bị đều cĩ một driver do nhà sản xuất tạo ra. Device Context (DC) chẳng qua là một cấu trúc dữ liệu làm gạch nối giữa chương trình ứng dụng và driver của thiết bị. Kết xuất văn bản theo GDI hồn tồn khác với kết xuất trên mơi trường lập trình cổ điển DOS, vì GDI coi văn bản như là một loại đối tượng đồ họa. Cách tiếp cận để kết xuất văn bản của GDI cĩ thể được gọi là kết xuất thiên về pixel (pixel oriented output), GDI sử dụng khung lưới pixel để cho ta xuất văn bản và ta cĩ thể xuất văn bản ở bất kỳ vị trí nào trên cửa sổ. Và do coi văn bản như là một đối tượng đồ họa nên ta cĩ thể dễ dàng trộn văn bản với các đối tượng đồ họa khác. Nhưng khác với các đối tượng đồ họa khác ta phải dùng phơng chữ (font) để xuất văn bản. Font là một đối tượng của GDI dùng để định nghĩa những ký tự để xuất ra trong một chương trình Windows. Font thường là một căn cứ dữ liệu họa tiết mơ tả hình dáng và kích thước của mỗi chữ cái, số và dấu. Mỗi thiết bị GDI đều cĩ thể hỗ trợ được một hoặc nhiều font. II – Các hàm căn bản để kết xuất văn bản: Cũng như các đối tượng GDI khác, font cũng phải được sử dụng với một DC và bị ảnh hưởng bởi tình trạng hiện hành của DC này như mapping mode, màu sắc. Trong Win 16bit mà đại diện là Windows 3.X thì cĩ 5 hàm chủ yếu để kết xuất văn bản, đĩ là: TextOut(), ExtTextOut(), DrawText(), TabbedTextOut() và cuối cùng là GrayString(). Trong đĩ: - TextOut(): xuất một chuỗi ký tự lên một DC được chỉ định sử dụng font chữ hiện được chọn. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 51 - ExtTextOut(): xuất một chuỗi ký tự trong một hình chữ nhật sử dụng font chữ hiện được chọn, vùng chữ nhật này cĩ thể bị opaque tức là bị tơ đầy bởi màu nền hiện hành hoặc cĩ thể là một vùng xén (clipping region). - DrawText(): xuất văn bản được định dạng trong một hình chữ nhật, hàm cĩ thể suy diễn 4 ký tự như là những ký tự điều khiển: carriage return (CR), linefeed (LF), space, tab và cĩ thể canh phải, canh trái, canh giữa. - TabbedTextOut(): xuất chuỗi ký tự lên một DC được chỉ định sử dụng font chữ hiện hành và cho bung những điểm canh cột (tab) theo những cột được khai báo. - GrayString(): xuất một hàng văn bản bị làm mờ tại một vị trí chỉ định. Thường được áp dụng để báo là đối tượng đĩ bị vơ hiệu hĩa (disabled). Trong các hàm trên thì chỉ cĩ 2 hàm TextOut() và ExtTextOut() là thuộc GDI.EXE cịn 3 hàm cịn lại đều là thành phần của Windows Manager tức là thuộc USER.EXE. Trên thực tế là hầu như các dịng văn bản được hiển thị trên màn hình của Windows 3.X đều được xuất bởi 2 hàm TextOut và ExtTextOut, vì các hàm cịn lại cũng gọi vào 2 hàm này để vẽ ra, và vì vậy trong chương trình chúng tơi cũng chỉ tiến hành override 2 hàm này và trong phần này chúng tơi xin giới thiệu chi tiết 2 hàm TextOut(), ExtTextOut(). 1 - Hàm TextOut: - Là hàm kết xuất văn bản đơn giản nhất của GDI dùng để xuất một dịng văn bản đơn tại vị trí (spx,spy) sử dụng font chữ được chọn. - Cú pháp: TextOut( HDC hdc, Int spx, Int spy, LPCTSTR lpszString, Int cbString ); - Thơng số: hdc handle của DC spx, spy tọa độ logic cho biết điểm điều khiển (control point) dùng canh vị trí khởi đi của dịng văn bản. Điểm điều khiển là một vị trí trong hệ tọa độ được định nghĩa trong DC. Với hệ tọa độ MM_TEXT thì đơn vị tính là pixels. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 52 lpszString con trỏ chỉ tới chuỗi ký tự khơng cĩ ký tự kết thúc là ký tự rỗng. nString số ký tự (số byte) trong chuỗi văn bản. - Mặc định GDI canh dịng văn bản về gĩc trái-trên ở điểm điều khiển (spx,spy). - Giá trị trả về: hàm trả về khác 0 nếu thành cơng, ngược lại trả về 0. 2 - Hàm Windows API ExtTextOut: - Tương tự hàm TextOut hàm này cũng sẽ vẽ một dịng văn bản đơn nhưng thêm một số chức năng tùy chọn sau: điều khiển chiều rộng ký tự, một vùng chữ nhật làm việc cắt xén, một vùng chữ nhật tơ đục. Tùy theo yêu cầu mà lựa chọn. - Cú pháp: ExtTextOut ( HDC hdc, Int spx, Int spy, UINT fuOptions, CONST RECT* lpRect, LPCTSTR lpszString, Int cbString, CONST INT* lpDxWidths ); - Thơng số: hdc handle của DC spx,spy tọa độ logic cho biết điểm điều khiển (control point) dùng canh vị trí khởi đi của dịng văn bản. Điểm điều khiển là một vị trí trong hệ tọa độ được định nghĩa trong DC. Với hệ tọa độ MM_TEXT thì đơn vị tính là pixel. fuOptions cờ hiệu cho biết hàm sẽ sử dụng hình chữ nhật do ứng dụng cung cấp như thế nào, các giá trị cĩ thể là 0, ETO_CLIPPED, ETO_OPAQUE hoặc kết hợp. + ETO_CLIPPED: dịng văn bản được xén vào hình chữ nhật được trỏ tới bởi lpRect. + ETO_APAQUE: màu nền hiện hành tơ đầy hình chữ nhật lpRect con trỏ chỉ cấu trúc RECT cho biết kích thước của hình chữ nhật dùng clipping, opaquing hoặc cả hai tùy theo giá trị của nOptions. lpszString con trỏ chỉ tới chuỗi ký tự khơng cĩ ký tư kết thúc là ký tự rỗng. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 53 cbString số ký tự trong chuỗi văn bản. lpDxWidths con trỏ chỉ về bản dãy những trị cho biết khoảng cách các ký tự, nếu NULL thì dùng các giá trị cĩ sẵn. - Hàm TextOut sử dụng khoảng cách giữa các ký tự mặc định của các font. ExtTextOut cho phép điều chỉnh độ rộng của từng ký tự được đặc tả trong mảng số nguyên . - Giá trị trả về: hàm trả về khác 0 nếu thành cơng, ngược lại trả về 0. 3 – Thuộc tính kết xuất văn bản của DC: Gồm cĩ 6 thuộc tính DC ảnh hưởng đến hình dáng và vị trí của văn bản khi kết xuất: - Background Color: màu nền của văn bản - Background Mode: cho ON/OFF màu nền - Font: kiểu văn bản và kích thước văn bản - Intercharacter Spacing: số pixel thêm vào giữa các ký tự để canh văn bản - Text Alignment: mối quan hệ giữa văn bản với điểm xuất phát - Text Color: màu chữ văn bản Trong phạm vi đề tài chúng tơi chỉ quan tâm đến những đặc tính được định lượng bằng đơn vị pixel chứ khơng quan tâm đến các thuộc tính về màu sắc. a) Hàm GetTextMetrics: - Các thơng số trong cấu trúc dữ liệu TEXTMETRIC tức là tồn bộ các giá trị đo lường một font chữ vật lý. Muốn lấy được các giá trị này sử dụng hàm GetTextMetrics() - Cú pháp: BOOL GetTextMetrics(hdc, lptm) HDC hdc; TEXTMETRIC FAR* lptm; - Lấy các giá trị font chữ vật lý của một DC, đặt vào cấu trúc TEXTMETRIC. - Thơng số: hdc handle của DC lptm trỏ tới cấu trúc TEXTMETRIC nhận các giá trị - Giá trị trả về: hàm trả về khác 0 nếu thành cơng, ngược lại trả về 0 SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 54 Trong các giá trị được chứa trong cấu trúc TEXTMETRIC thì chúng tơi chỉ quan tâm tới thơng số tmAveCharWidth cĩ kiểu dữ liệu LONG, thơng số này là độ rộng trung bình tính bằng pixel của một ký tự của font chữ thường được đại diện bởi độ rộng của ký tự “x”. Sau đây là cấu trúc TEXTMETRIC là cấu trúc chứa thơng tin căn bản về font vật lý. Tất cả kích thước được đưa ra trong các đơn vị logic tức là chúng phụ thuộc vào chế độ ánh xạ hiện hành của ngữ cảnh màn hình. Cú pháp: typedef struct tagTEXTMETRIC { int tmHeight; int tmAscent; int tmDescent; int tmInternalLeading; int tmExternalLeading; int tmAveCharWidth; int tmMaxCharWidth; int tmWeight; BYTE tmItalic; BYTE tmUnderlined; BYTE tmStruckOut; BYTE tmFirstChar; BYTE tmLastChar; BYTE tmDefaultChar; BYTE tmBreakChar; BYTE tmPitchAndFamily; BYTE tmCharSet; int tmOverhang; int tmDigitizedAspectX; int tmDigitizedAspectY; } TEXTMETRIC; - Thơng số: int tmHeight Chiều cao tồn phần của cỡ chữ (= tmAscent + tmDescentmembers) int tmAscent Chiều cao phần trên đường cơ sở int tmDescent Chiều cao phần ở dưới đường cơ sở int tmInternalLeading Chiều cao phần nhơ lên của cỡ chữ, ví dụ như dấu ^ của chữ ơ int tmExternalLeading Khoảng cách giữa các dịng văn bản SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 55 int tmAveCharWidth Độ rộng trung bình của các ký tự trong font, với những font ANSI_CHARSET là độ rộng trung bình của tất cả các ký tự từ “a” đến “z”, với các tập ký tự khác là giá trị trung bình khơng trọng lượng của mọi ký tự ở trong font int tmMaxCharWidth Độ rộng của ký tự rộng nhất trong font int tmWeight Độ “nặng” (bão hịa) cỡ chữ, các giá trị cĩ thể là: FW_DONTCARE 0 FW_THIN 100 FW_EXTRALIGHT 200 FW_ULTRALIGHT 200 FW_LIGHT 300 FW_NORMAL 400 FW_REGULAR 400 FW_MEDIUM 500 FW_SEMIBOLD 600 FW_DEMIBOLD 600 FW_BOLD 700 FW_EXTRAB OLD 800 FW_ULTRABOLD 800 FW_BLACK 900 FW_HEAVY 900 BYTE tmItalic Khác 0 nếu chữ nghiêng BYTE tmUnderlined Khác 0 nếu chữ cĩ gạch dưới BYTE tmStruckOut Khác 0 nếu chữ bị gạch giữa thân BYTE tmFirstChar Ký tự đầu tiên của font BYTE tmLastChar Ký tự cuối cùng của font BYTE tmDefaultChar Ký tự mặc định để thay thế BYTE tmBreakChar Ký tự dùng để ngăn cách giữa các từ BYTE tmPitchAndFamily Kiểu và họ của font, 4 bit thấp là kiểu font với các giá trị: TMPF_FIXED_PITCH TMPF_VECTOR TMPF_TRUETYPE TMPF_DEVICE FF_DECORATIVE FF_DONTCARE FF_MODERN FF_ROMAN FF_SCRIPT SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 56 FF_SWISS BYTE tmCharSet Tập ký tự của font, với các giá trị cĩ thể là: ANSI_CHARSET 0 DEFAULT_CHARSET 1 SYMBOL_CHARSET 2 SHIFTJIS_CHARSET 128 OEM_CHARSET 255 int tmOverhang Độ rộng thêm vào đối với những font đặc biệt int tmDigitizedAspectX Hướng ngang của thiết bị mà font được thiết kế int tmDigitizedAspectY Hướng theo chiều đứng của thiết bị mà font được thiết kế b) Hàm GetTextExtent: - Kích thước của dịng văn bản (dimensions): tức là chiều cao và chiều rộng của dịng văn bản sử dụng font hiện hành. Cĩ nhiều hàm để lấy giá trị này nhưng chúng tơi dùng hàm GetTextExtent(). - Cú pháp: DWORD GetTextExtent(hdc, lpszString, cbString) HDC hdc; LPCSTR lpszString; int cbString; - Tính kích thước của dịng văn bản (dimensions): tức là chiều cao và chiều rộng của dịng văn bản sử dụng font hiện hành. Khi tính kích thước thì hàm GetTextExtent() cũng tính luơn những khoảng trắng được thêm vào bởi hàm SetTextCharacterExtra(). - Thơng số: hdc handle của DC lpszString Trỏ tới chuỗi văn bản cbString Số byte của chuỗi - Giá trị trả về: Hàm trả về giá trị DWORD chứa kích thước cửa một dịng văn bản trong đĩ byte thấp chứa bề rộng của chuỗi và byte cao chứa chiều cao của chuỗi tính bằng đơn vị logic. * Khung chữ nhật bao dịng text (bounded-rectangle): Là khung chữ nhật nhỏ nhất bao trọn hình ảnh dịng text bên trong, nĩ cĩ các cạnh tiếp xúc với các điểm ảnh xa nhất ở 4 hướng (trên, dưới, trái, phải). Bằng kết quả trả về từ SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40
Báo Cáo Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 57 GetTextExtent, ta cĩ thể tính ra khung chữ nhật này dễ dàng. Khung chữ nhật này cĩ thể dùng để tính xem một điểm nào đĩ cĩ nằm trong dịng text khơng. c) Hàm GetTextAlign: - Thuộc tính canh văn bản (Text Alignment): cho phép ta thay đổi mối tương quan giữa điểm xuất phát tọa độ thường được chuyển cho hàm kết xuất văn bản (như các hàm TextOut() và ExtTextOut()) và đoạn văn bản phải kết xuất. GDI cho phép đặt các cờ hiệu canh văn bản bằng hàm SetTextAlign() và hàm GetTextAlign() để đi tìm trị của các cờ hiệu canh văn bản. - Như vậy muốn xác định vị trí chính xác của một ký tự so với điểm xuất dịng văn bản thì ta nhất thiết phải tìm cho được những giá trị cờ hiệu được đặt bởi hàm SetTextAlign() bởi vì các hàm này quyết định việc canh dịng văn bản được xuất ra bởi các hàm kết xuất văn bản, để đáp ứng yêu cầu đĩ ta sử dụng hàm GetTextAlign(): - Cú pháp: UINT GetTextAlign(hdc) HDC hdc; - Thơng số: hdc handle của DC - Giá trị trả về: hàm này trả về trạng thái các cờ canh văn bản, cĩ thể cĩ một hoặc nhiều cờ phối hợp với nhau. Cĩ 9 loại cờ canh văn bản mang các giá trị là: TA_BASELINE y-coordinate đặt tại đường baseline. TA_TOP y-coordinate đặt tại cạnh trên khung chữ nhật bao dịng text (bounded-rectangle) (default) TA_BOTTOM y-coordinate đặt tại cạnh dưới khung chữ nhật bao dịng text (bounded-rectangle) TA_LEFT x-coordinate đặt tại cạnh cạnh trái bounded-rectangle (default) TA_CENTER x-coordinate đặt ngay giữa 2 cạnh bounded-rectangle TA_RIGHT x-coordinate đặt tại cạnh phải bounded-rectangle TA_NOUPDATECP Dùng x; y-coordinate của TextOut; ExtTextOut để vẽ, khơng quang tâm đến CP (default) TA_UPDATECP Khơng quan tâm x; y-coordinate, thay thế bởi toạ độ CP hiện tại, sau khi vẽ xong thì cập nhật CP. * CP - current position: Mỗi DC định nghĩa một CP để dùng trong các trường hợp tọa độ khơng chỉ định rõ hoặc vẽ các đối tượng liên tiếp nhau. Ví dụ dùng CP và hàm LineTo để vẽ poly-line. SVTH : Lương Cao Hoài Tâm Lớp TH40