關於鉤子(Hook)

基本概念
鉤子(Hook)，是Windows訊息處理機制的一個平台,應用程式可以在上面設定子程以監視指定視窗的某種訊息，而且所監視的視窗可以是其他進程所建立的。當訊息到達後，在目標視窗處理函數之前處理它。鉤子機制允許應用程式截獲處理window訊息或特定事件。

鉤子實際上是一個處理訊息的程式段，通過系統調用，把它掛入系統。每當特定的訊息發出，在沒有到達目的視窗前，鉤子程式就先捕獲該訊息，亦即鉤子函數先得到控

制權。這時鉤子函數即可以加工處理（改變）該訊息，也可以不作處理而繼續傳遞該訊息，還可以強制結束訊息的傳遞。

運行機制

1、鉤子鏈表和鉤子子程：

每一個Hook都有一個與之相關聯的指標列表，稱之為鉤子鏈表，由系統來維護。這個列表的指標指向指定的，應用程式定義的，被Hook子程調用的回呼函數，也就是該鉤子的各個處理子程。當與指定的Hook類型關聯的訊息發生時，系統就把這個訊息傳遞到Hook子程。一些Hook子程可以只監視訊息，或者修改訊息，或者停止訊息的前進，避免這些訊息傳遞到下一個Hook子程或者目的視窗。最近安裝的鉤子放在鏈的開始，而最早安裝的鉤子放在最後，也就是後加入的先獲得控制權。

Windows 並不要求鉤子子程的卸載順序一定得和安裝順序相反。每當有一個鉤子被卸載，Windows 便釋放其佔用的記憶體，並更新整個Hook鏈表。如果程式安裝了鉤子，但是在尚未卸載鉤子之前就結束了，那麼系統會自動為它做卸載鉤子的操作。

鉤子子程是一個應用程式定義的回呼函數(CALLBACK Function),不能定義成某個類的成員函數，只能定義為普通的C函數。用以監視系統或某一特定類型的事件，這些事件可以是與某一特定線程關聯的，也可以是系統中所有線程的事件。

鉤子子程必須按照以下的文法：

LRESULT CALLBACK HookProc
(
int nCode,
WPARAM wParam,
LPARAM lParam
);

HookProc是應用程式定義的名字。

nCode參數是Hook代碼，Hook子程使用這個參數來確定任務。這個參數的值依賴於Hook類型，每一種Hook都有自己的Hook代碼特徵字元集。

wParam和lParam參數的值依賴於Hook代碼，但是它們的典型值是包含了關於發送或者接收訊息的資訊。

2、鉤子的安裝與釋放：

使用API函數SetWindowsHookEx()把一個應用程式定義的鉤子子程安裝到鉤子鏈表中。SetWindowsHookEx函數總是在Hook鏈的開頭安裝Hook子程。當指定類型的Hook監視的事件發生時，系統就調用與這個Hook關聯的Hook鏈的開頭的Hook子程。每一個Hook鏈中的Hook子程都決定是否把這個事件傳遞到下一個Hook子程。Hook子程傳遞事件到下一個Hook子程需要調用CallNextHookEx函數。

HHOOK SetWindowsHookEx(
int idHook, // 鉤子的類型，即它處理的訊息類型
HOOKPROC lpfn, // 鉤子子程的地址指標。如果dwThreadId參數為0
// 或是一個由別的進程建立的線程的標識，
// lpfn必須指向DLL中的鉤子子程。
// 除此以外，lpfn可以指向當前進程的一段鉤子子程代碼。
// 鉤子函數的入口地址，當鉤子鉤到任何訊息後便調用這個函數。
HINSTANCE hMod, // 應用程式執行個體的控制代碼。標識包含lpfn所指的子程的
DLL。
// 如果dwThreadId 標識當前進程建立的一個線程，
// 而且子程代碼位於當前進程，hMod必須為NULL。
// 可以很簡單的設定其為本應用程式的執行個體控制代碼。
DWORD dwThreadId // 與安裝的鉤子子程相關聯的線程的標識符。
// 如果為0，鉤子子程與所有的線程關聯，即為全域鉤子。
);

函數成功則返回鉤子子程的控制代碼，失敗返回NULL。

以上所說的鉤子子程與線程相關聯是指在一鉤子鏈表中發給該線程的訊息同時發送給鉤子子程，且被鉤子子程先處理。

在鉤子子程中調用得到控制權的鉤子函數在完成對訊息的處理後，如果想要該訊息繼續傳遞，那麼它必須調用另外一個SDK中的API函數CallNextHookEx來傳遞它，以執行鉤子鏈表所指的下一個鉤子子程。這個函數成功時返回鉤子鏈中下一個鉤子過程的傳回值，傳回值的類型依賴於鉤子的類型。這個函數的原型如下：

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

hhk為當前鉤子的控制代碼，由SetWindowsHookEx()函數返回。

NCode為傳給鉤子過程的事件代碼。

wParam和lParam 分別是傳給鉤子子程的wParam值，其具體含義與鉤子類型有關。

鉤子函數也可以通過直接返回TRUE來丟棄該訊息，並阻止該訊息的傳遞。否則的話，其他安裝了鉤子的應用程式將不會接收到鉤子的通知而且還有可能產生不正確的結果。

鉤子在使用完之後需要用UnHookWindowsHookEx()卸載，否則會造成麻煩。釋放鉤子比較簡單，UnHookWindowsHookEx()只有一個參數。函數原型如下：

UnHookWindowsHookEx
(
HHOOK hhk;
);

函數成功返回TRUE，否則返回FALSE。

3、一些運行機制：

在Win16環境中，DLL的全域資料對每個載入它的進程來說都是相同的；而在Win32環境中，情況卻發生了變化，DLL函數中的代碼所建立的任何對象（包括變數）都歸調用它的線程或進程所有。當進程在載入DLL時，作業系統自動把DLL地址映射到該進程的私人空間，也就是進程的虛擬位址空間，而且也複製該DLL的全域資料的一份拷貝到該進程空間。也就是說每個進程所擁有的相同的DLL的全域資料，它們的名稱相同，但其值卻並不一定是相同的，而且是互不干涉的。

因此，在Win32環境下要想在多個進程中共用資料，就必須進行必要的設定。在訪問同一個Dll的各進程之間共用儲存空間是通過儲存空間對應檔技術實現的。也可以把這些需要共用的資料分離出來，放置在一個獨立的資料區段裡，並把該段的屬性設定為共用。必須給這些變數賦初值，否則編譯器會把沒有賦初始值的變數放在一個叫未被初始化的資料區段中。

#pragma data_seg預先處理指令用於設定共用資料區段。例如：

#pragma data_seg("SharedDataName")
HHOOK hHook=NULL;
#pragma data_seg()

在#pragma data_seg("SharedDataName")和#pragma data_seg()之間的所有變數將被訪問該Dll的所有進程看到和共用。再加上一條指令#pragma comment(linker,"/section:.SharedDataName,rws"),那麼這個資料節中的資料可以在所有DLL的執行個體之間共用。所有對這些資料的操作都針對同一個執行個體的，而不是在每個進程的地址空間中都有一份。

當進程隱式或顯式調用一個動態庫裡的函數時，系統都要把這個動態庫映射到這個進程的虛擬位址空間裡(以下簡稱"地址空間")。這使得DLL成為進程的一部分，以這個進程的身份執行，使用這個進程的堆棧。

4、系統鉤子與線程鉤子：

SetWindowsHookEx()函數的最後一個參數決定了此鉤子是系統鉤子還是線程鉤子。

線程勾子用於監視指定線程的事件訊息。線程勾子一般在當前線程或者當前線程派生的線程內。

系統勾子監視系統中的所有線程的事件訊息。因為系統勾子會影響系統中所有的應用程式，所以勾子函數必須放在獨立的動態連結程式庫(DLL) 中。系統自動將包含"鉤子回呼函數"的DLL映射到受鉤子函數影響的所有進程的地址空間中，即將這個DLL注入了那些進程。

幾點說明：

（1）如果對於同一事件（如滑鼠訊息）既安裝了線程勾子又安裝了系統勾子，那麼系統會自動先調用線程勾子，然後調用系統勾子。

（2）對同一事件訊息可安裝多個勾子處理過程，這些勾子處理過程形成了勾子鏈。當前勾子處理結束後應把勾子資訊傳遞給下一個勾子函數。

（3）勾子特別是系統勾子會消耗訊息處理時間，降低系統效能。只有在必要的時候才安裝勾子，在使用完畢後要及時卸載。

鉤子類型

每一種類型的Hook可以使應用程式能夠監視不同類型的系統訊息處理機制。下面描述所有可以利用的Hook類型。

1、WH_CALLWNDPROC和WH_CALLWNDPROCRET Hooks

WH_CALLWNDPROC和WH_CALLWNDPROCRET Hooks使你可以監視發送到視窗過程的訊息。系統在訊息發送到接收視窗過程之前調用WH_CALLWNDPROC Hook子程，並且在視窗過程處理完訊息之後調用WH_CALLWNDPROCRET Hook子程。

WH_CALLWNDPROCRET Hook傳遞指標到CWPRETSTRUCT結構，再傳遞到Hook子程。

CWPRETSTRUCT結構包含了來自處理訊息的視窗過程的傳回值，同樣也包括了與這個訊息關聯的訊息參數。

2、WH_CBT Hook

在以下事件之前，系統都會調用WH_CBT Hook子程，這些事件包括：

1. 啟用，建立，銷毀，最小化，最大化，移動，改變尺寸等視窗事件；

2. 完成系統指令；

3. 來自系統訊息佇列中的移動滑鼠，鍵盤事件；

4. 設定輸入焦時間點事件；

5. 同步系統訊息佇列事件。

Hook子程的傳回值確定系統是否允許或者防止這些操作中的一個。

3、WH_DEBUG Hook

在系統調用系統中與其他Hook關聯的Hook子程之前，系統會調用WH_DEBUG Hook子程。你可以使用這個Hook來決定是否允許系統調用與其他Hook關聯的Hook子程。

4、WH_FOREGROUNDIDLE Hook

當應用程式的前台線程處於空閑狀態時，可以使用WH_FOREGROUNDIDLE Hook執行低優先順序的任務。當應用程式的前台線程大概要變成空閑狀態時，系統就會調用WH_FOREGROUNDIDLE Hook子程。

5、WH_GETMESSAGE Hook

應用程式使用WH_GETMESSAGE Hook來監視從GetMessage or PeekMessage函數返回的訊息。你可以使用WH_GETMESSAGE Hook去監視滑鼠和鍵盤輸入，以及其他發送到訊息佇列中的訊息。

6、WH_JOURNALPLAYBACK Hook

WH_JOURNALPLAYBACK Hook使應用程式可以插入訊息到系統訊息佇列。可以使用這個Hook回放通過使用WH_JOURNALRECORD Hook記錄下來的連續的滑鼠和鍵盤事件。只要WH_JOURNALPLAYBACK Hook已經安裝，正常的滑鼠和鍵盤事件就是無效的。

WH_JOURNALPLAYBACK Hook是全域Hook，它不能象線程特定Hook一樣使用。

WH_JOURNALPLAYBACK Hook返回逾時值，這個值告訴系統在處理來自回放Hook當前訊息之前需要等待多長時間（毫秒）。這就使Hook可以控制即時事件的回放。

WH_JOURNALPLAYBACK是system-wide local hooks，它們不會被注射到任何行程位址空間。

7、WH_JOURNALRECORD Hook

WH_JOURNALRECORD Hook用來監視和記錄輸入事件。典型的，可以使用這個Hook記錄連續的滑鼠和鍵盤事件，然後通過使用WH_JOURNALPLAYBACK Hook來回放。

WH_JOURNALRECORD Hook是全域Hook，它不能象線程特定Hook一樣使用。

WH_JOURNALRECORD是system-wide local hooks，它們不會被注射到任何行程位址空間。

8、WH_KEYBOARD Hook

在應用程式中，WH_KEYBOARD Hook用來監視WM_KEYDOWN and WM_KEYUP訊息，這些訊息通過GetMessage or PeekMessage function返回。可以使用這個Hook來監視輸入到訊息佇列中的鍵盤訊息。

9、WH_KEYBOARD_LL Hook

WH_KEYBOARD_LL Hook監視輸入到線程訊息佇列中的鍵盤訊息。

10、WH_MOUSE Hook

WH_MOUSE Hook監視從GetMessage 或者 PeekMessage 函數返回的滑鼠訊息。使用這個Hook監視輸入到訊息佇列中的滑鼠訊息。

11、WH_MOUSE_LL Hook

WH_MOUSE_LL Hook監視輸入到線程訊息佇列中的滑鼠訊息。

12、WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks

WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks使我們可以監視菜單，捲軸，訊息框，對話方塊訊息並且發現使用者使用ALT+TAB or ALT+ESC 按鍵組合切換視窗。WH_MSGFILTER Hook只能監視傳遞到菜單，捲軸，訊息框的訊息，以及傳遞到通過安裝了Hook子程的應用程式建立的對話方塊的訊息。WH_SYSMSGFILTER Hook監視所有應用程式訊息。

WH_MSGFILTER 和 WH_SYSMSGFILTER Hooks使我們可以在模式迴圈期間過濾訊息，這等價於在主訊息迴圈中過濾訊息。

通過調用CallMsgFilter function可以直接的調用WH_MSGFILTER Hook。通過使用這個函數，應用程式能夠在模式迴圈期間使用相同的代碼去過濾訊息，如同在主訊息迴圈裡一樣。

13、WH_SHELL Hook

外殼應用程式可以使用WH_SHELL Hook去接收重要的通知。當外殼應用程式是啟用的並且當頂層視窗建立或者銷毀時，系統調用WH_SHELL Hook子程。

WH_SHELL 共有5鐘情況：

1. 只要有個top-level、unowned 視窗被產生、起作用、或是被摧毀；

2. 當Taskbar需要重畫某個按鈕；

3. 當系統需要顯示關於Taskbar的一個程式的最小化形式；

4. 當目前的鍵盤配置狀態改變；

5. 當使用者按Ctrl+Esc去執行Task Manager（或相同層級的程式）。

按照慣例，外殼應用程式都不接收WH_SHELL訊息。所以，在應用程式能夠接收WH_SHELL訊息之前，應用程式必須調用SystemParametersInfo function註冊它自己