Win32编程深入教学文档

0x00 前言

Win32 API是Windows平台下最基本的API接口，学习Win32编程是理解Windows操作系统底层机制的重要途径。本教程将从底层角度深入讲解Win32编程的关键知识点。

0x01 字符编码基础

多字节字符(窄字节字符)

• ASCII码表：0111 1111 (0-127)
• 扩展ASCII码表：1111 1111 (0-255)
• 汉字表示：两个扩展ASCII码(2字节)拼成一个汉字
• 问题：可能与韩文、日文编码冲突导致乱码

Unicode字符

• 统一编码标准，每个符号占2字节
• 解决多字节字符的兼容性问题

C语言中的字符处理

// 多字节字符
char x[] = "中国";  // d6 d0 b9 fa 00 (扩展ASCII编码)

// 宽字符
wchar_t x1[] = L"中国";  // 2d 4e fd 56 00 00 (Unicode编码)

// 打印处理
printf("%s\n", x);  // 使用控制台默认编码
wprintf(L"%s\n", x1);  // 默认使用英文

// 设置本地化支持中文
#include <locale.h>
setlocale(LC_ALL, "");

字符串操作函数对比

0x02 Win32 API字符处理

Win32字符类型

char      CHAR      // 多字节字符
wchar_t   WCHAR     // 宽字符
TCHAR               // 宏，根据项目字符集决定是CHAR还是WCHAR

Win32字符串指针类型

PSTR/LPSTR      // 指向多字节字符串
PWSTR/LPWSTR    // 指向宽字符串
PTSTR/LPTSTR    // 宏，根据项目字符集决定

字符赋值示例

CHAR cha[] = "中国";
WCHAR chw[] = L"中国";
TCHAR cht[] = TEXT("中国");  // 根据项目设置自动选择编码

PSTR pszChar = "china";
PWSTR pszWChar = L"china";
PTSTR pszTChar = TEXT("china");

API的多版本支持

Win32 API为需要字符串参数的函数提供两个版本和一个宏：

MessageBoxA(0, "内容多字节", "标题", MB_OK);      // 多字节版本
MessageBoxW(0, L"内容宽字节", L"标题", MB_OK);    // 宽字符版本
MessageBox(0, TEXT("根据项目字符集决定"), TEXT("标题"), MB_OK);  // 宏版本

0x03 Win32程序结构

WinMain函数

int APIENTRY WinMain(
    HINSTANCE hInstance,      // 当前实例句柄(ImageBase)
    HINSTANCE hPrevInstance,   // 永远为0
    LPSTR lpCmdLine,          // 命令行参数
    int nCmdShow              // 窗口显示方式
)

调试输出

// 调试输出函数
void __cdecl OutputDebugStringF(const char *format, ...) {
    va_list vlArgs;
    char *strBuffer = (char*)GlobalAlloc(GPTR, 4096);
    va_start(vlArgs, format);
    _vsnprintf(strBuffer, 4096-1, format, vlArgs);
    va_end(vlArgs);
    strcat(strBuffer, "\n");
    OutputDebugStringA(strBuffer);
    GlobalFree(strBuffer);
}

// 调试宏定义
#ifdef _DEBUG
#define DbgPrintf OutputDebugStringF
#else
#define DbgPrintf  // Release版本自动移除
#endif

错误处理

DWORD errorCode = GetLastError();  // 获取最后错误代码
// 使用MSDN查询错误代码含义

0x04 窗口与消息机制

消息结构体MSG

typedef struct tagMSG {
    HWND hwnd;      // 窗口句柄
    UINT message;   // 消息类型
    WPARAM wParam;  // 附加信息
    LPARAM lParam;  // 附加信息
    DWORD time;     // 消息创建时间
    POINT pt;       // 消息创建时的鼠标位置
} MSG, *PMSG;

消息处理流程

1. 用户输入触发事件
2. 事件被封装为MSG结构
3. 消息进入系统队列
4. 分流到应用程序消息队列
5. 通过消息循环从队列取出消息
6. 判断消息类型并处理

窗口创建与消息循环

// 1. 定义窗口类
WNDCLASS wndclass = {0};
wndclass.hbrBackground = (HBRUSH)COLOR_MENU;
wndclass.lpfnWndProc = WindowProc;  // 回调函数
wndclass.lpszClassName = className;
wndclass.hInstance = hInstance;

// 2. 注册窗口类
RegisterClass(&wndclass);

// 3. 创建窗口
HWND hwnd = CreateWindow(
    className,              // 类名
    TEXT("我的第一个窗口"),  // 标题
    WS_OVERLAPPEDWINDOW,   // 样式
    10, 10, 600, 300,      // 位置和大小
    NULL, NULL, hInstance, NULL);

// 4. 显示窗口
ShowWindow(hwnd, SW_SHOW);

// 5. 消息循环
MSG msg;
while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) {
    TranslateMessage(&msg);
    DispatchMessage(&msg);
}

窗口回调函数

LRESULT CALLBACK WindowProc(
    HWND hwnd,      // 窗口句柄
    UINT uMsg,      // 消息类型
    WPARAM wParam,  // 附加信息
    LPARAM lParam   // 附加信息
) {
    switch (uMsg) {
        case WM_CREATE: {
            // 窗口创建消息处理
            return 0;
        }
        case WM_DESTROY: {
            PostQuitMessage(0);  // 退出消息循环
            return 0;
        }
        // 其他消息处理...
    }
    return DefWindowProc(hwnd, uMsg, wParam, lParam);  // 默认处理
}

0x05 常见窗口消息解析

WM_CREATE

• 触发时机：窗口创建时
• wParam：未使用
• lParam：指向CREATESTRUCT结构体指针

WM_MOVE

• 触发时机：窗口移动时
• wParam：未使用
• lParam：
  • LOWORD: x坐标
  • HIWORD: y坐标

WM_SIZE

• 触发时机：窗口大小改变时
• wParam：调整类型
  • SIZE_MAXIMIZED: 最大化
  • SIZE_MINIMIZED: 最小化
  • SIZE_RESTORED: 恢复
• lParam：
  • LOWORD: 新宽度
  • HIWORD: 新高度

WM_COMMAND

• 触发时机：子窗口(如按钮)事件发生时
• wParam：
  • LOWORD: 控件ID
  • HIWORD: 通知代码
• lParam：控件句柄

0x06 子窗口控件

创建按钮

void CreateButton(HWND hwnd) {
    HWND hwndPushButton = CreateWindow(
        TEXT("button"),          // 类名
        TEXT("普通按钮"),        // 标题
        WS_CHILD | WS_VISIBLE | BS_PUSHBUTTON,  // 样式
        10, 10, 80, 20,         // 位置和大小
        hwnd,                   // 父窗口
        (HMENU)1001,            // 控件ID
        hAppInstance,           // 实例句柄
        NULL);
}

按钮类型

• BS_PUSHBUTTON: 普通按钮
• BS_CHECKBOX: 复选框
• BS_RADIOBUTTON: 单选按钮

子窗口消息处理

case WM_COMMAND: {
    switch (LOWORD(wParam)) {
        case 1001:  // 按钮1 ID
            MessageBox(hwnd, "按钮1被点击", "提示", MB_OK);
            return 0;
        case 1002:  // 按钮2 ID
            // 处理代码...
            return 0;
    }
    return DefWindowProc(hwnd, uMsg, wParam, lParam);
}

0x07 对话框编程

对话框资源创建

1. 在资源文件中添加Dialog资源
2. 设置对话框属性(ID,标题等)
3. 添加控件(按钮,文本框等)

对话框创建与显示

// 对话框消息处理函数
BOOL CALLBACK DialogProc(
    HWND hwndDlg,   // 对话框句柄
    UINT uMsg,      // 消息
    WPARAM wParam,  // 附加信息
    LPARAM lParam   // 附加信息
) {
    switch (uMsg) {
        case WM_INITDIALOG:
            return TRUE;
        case WM_COMMAND:
            switch (LOWORD(wParam)) {
                case IDOK:
                    EndDialog(hwndDlg, 0);
                    return TRUE;
            }
            break;
    }
    return FALSE;
}

// 显示对话框
DialogBox(
    hInstance,                  // 实例句柄
    MAKEINTRESOURCE(IDD_DIALOG), // 对话框ID
    NULL,                       // 父窗口
    DialogProc);                // 回调函数

获取对话框控件内容

case IDC_BUTTON_OK: {
    // 1. 获取文本框句柄
    HWND hEditUser = GetDlgItem(hDlg, IDC_EDIT_USERNAME);
    
    // 2. 获取文本框内容
    TCHAR szUserBuff[0x50];
    GetWindowText(hEditUser, szUserBuff, 0x50);
    
    MessageBox(NULL, szUserBuff, TEXT("用户名"), MB_OK);
    return TRUE;
}

0x08 资源文件处理

图标资源

// 加载图标
HICON hBigIcon = LoadIcon(hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDI_ICON_BIG));
HICON hSmallIcon = LoadIcon(hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDI_ICON_SMALL));

// 设置图标
SendMessage(hwnd, WM_SETICON, ICON_BIG, (LPARAM)hBigIcon);
SendMessage(hwnd, WM_SETICON, ICON_SMALL, (LPARAM)hSmallIcon);

资源表结构

PE文件中的资源表是最复杂的结构之一，位于数据目录的第三项(下标2)。

资源目录结构

typedef struct _IMAGE_RESOURCE_DIRECTORY {
    DWORD Characteristics;
    DWORD TimeDateStamp;
    WORD MajorVersion;
    WORD MinorVersion;
    WORD NumberOfNamedEntries;  // 以名称命名的资源数量
    WORD NumberOfIdEntries;     // 以ID命名的资源数量
} IMAGE_RESOURCE_DIRECTORY, *PIMAGE_RESOURCE_DIRECTORY;

资源目录项结构

typedef struct _IMAGE_RESOURCE_DIRECTORY_ENTRY {
    union {
        struct {
            DWORD NameOffset:31;
            DWORD NameIsString:1;
        };
        DWORD Name;
        WORD Id;
    };
    union {
        DWORD OffsetToData;
        struct {
            DWORD OffsetToDirectory:31;
            DWORD DataIsDirectory:1;
        };
    };
} IMAGE_RESOURCE_DIRECTORY_ENTRY, *PIMAGE_RESOURCE_DIRECTORY_ENTRY;

资源类型

Windows预定义了16种资源类型：

1. 光标
2. 位图
3. 图标
4. 菜单
5. 对话框
6. 字符串
7. 字体目录
8. 字体
9. 加速键
10. 非格式化资源
11. 消息列表
12. 光标组
13. 图标组
14. 版本信息

0x09 调试技巧

消息断点

1. 在调试器中设置条件断点
2. 条件表达式示例：
   • [esp+8] == WM_COMMAND 命令消息
   • [esp+8] == WM_LBUTTONDOWN 鼠标左键按下

回调函数定位

1. 通过RegisterClass找到窗口类结构
2. 从窗口类结构中获取lpfnWndProc回调函数地址
3. 在回调函数地址设置断点

资源修改

1. 使用资源编辑器(如ResHacker)提取和修改资源
2. 使用16进制编辑器直接修改PE文件中的资源数据

总结

本教程详细介绍了Win32编程的核心知识点，包括字符编码处理、窗口创建与消息机制、控件编程、对话框设计、资源文件处理等内容。掌握这些知识是进行Windows平台底层开发的基础。通过实际代码示例和调试技巧，可以帮助开发者深入理解Win32编程的精髓。