Win32 API编程——前言 / 开普饭

一丶什么是Win32 API？

　　微软为了保护操作系统的安全性和稳定性，把系统分为内核层和用户层(内核层的代码只能在当CPU的特权级为R0状态下执行，用户层的代码在CPU特权级为R0和R3都能执行)，windows在内核层构建了一套管理和保护机制，用于维护系统的正常运行，这些机制的实现被称为系统内核。为了区别于windows的内部实现，把我们日常使用的应用程序所运行的环境称为用户层，此时CPU特权级为R3，无法调用系统的内核函数。但是，只有内核函数才能操控硬件，所以windows又提供了可在用户层调用的函数接口，即Windows API，调用API最后调用的是系统的内核函数。

　　所有基于NT内核(XP到Win10都是基于NT内核开发)的Windows API都可以称为Win32，即便是64位系统，也用这个名称，因为64位系统是完全兼容32位程序的(纯32位系统不兼容16位程序)，所以你可以看到这些DLL名称都有个"32"的后缀。那我们用C/C++写程序，没用到Win32，怎么也能够执行分配内存，打开进程等操作呢？实际上在Windows系统上的C/C++的运行库内部也是封装了Win32API。进一步说，几乎所有运行在Windows用户层的程序都调用了Win 32API。

　　Windows采用分层结构，大致来说就是(用户层->内核层->硬件抽象层->硬件层)(这里的分层只是指一个功能分成多个层次执行，Windows下CPU只有内核模式R0和用户模式R3两种状态)，

一个Win32 API调用的大体过程如下:

　　Win32 API(kernel32.dll、user32.dll等函数)->调用ntdll.dll函数->使CPU进入内核模式(改变CPU特权级为R0)->查表并调用ntoskrnl.exe或win32k.sys内的函数(ntoskrnl.exe即nt系统内核程序，提供内存、进程管理等服务，同时内部包含了windows的内核函数。在任务管理器中的名字为System)->执行结束返回到用户模式(改模CPU特权级为R3)

　　Win 32API大多是微软提供的给ntdll.dll函数的封装，而ntdll.dll是执行内核函数的中介层，由其内的函数进入内核(改变CPU特权级)并调用内核函数。你可以直接调用ntdll.dll的函数，甚至自己编写访问内核函数的接口(有些调用被windows保护程序禁止)，这样程序的运行效率会更高，但是我们还是从那几个常用的dll开始学习更为简单。要知道的是，虽然通过Win32 API调用了内核函数，实现了用户层与内核层的交互，但其实大多内核函数都是未公开的。

二丶为什么要学Win32 API？

　　现在用于windows平台的程序开发方式日新月异，种类繁多，比如使用Delphi、WPF、Qt等，开发效率远高于使用Win32 API开发，那为什么还要学习使用Win32 API开发呢？

　　①理解Windows程序底层运行机制。

　　②帮助学习Windows上其他的编程语言、平台。

　　③实现其他库没有提供的高级功能，比如修改其他进程内存等。

三丶如何学习？

　　学习Win32，其实只是在学习两样东西：机制、函数

　　机制是Winows运作的规则，函数是实现功能的手段

　　Windows已经推出了成千上万个API函数，要想一一搞懂是不可能的，也是完全没有必要的。学习的目的在于实践，不用于实践的学习没有价值，也很容易遗忘。

　　本文简单介绍最常用函数及相关机制，需要深入了解请自行查阅MSDN文档及相关文献。

四丶开始前你必须知道

语言基础: C/C++

开发平台: Visual Studio

编码格式：Unicode

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为什么区分编码格式？

　　windows程序的编码格式分为两种:ANSI(MBCS:多字节字符集)和Unicode，Windows会按程序的编码格式解码字符。

　　ANSI：根据系统当前设置的语言采用不同编码，比如系统语言设置为简体中文，则ANSI采用GBK编码。

　　Unicode：统一的字符集，在所有系统中均相同，每个字符占用两个字节。

为什么使用Unicode？

　　①Windows NT是使用Unicode开发的，调用API时要把ANSI字符转换成Unicode字符，直接使用Unicode可以提高运行效率。

　　②使你的程序在不同语言的系统上运行时不会出现乱码。

　　③一些API只能处理Unicode字符。

怎么设置Unicode？

修改编译器设置

　　项目->属性->高级->字符集：使用Unicode字符集

设置后观察

　　项目->属性->C/C++->命令行：看到两个选项 /D "_UNICODE" /D "UNICODE"，说明已成功设置为Unicode编码，否则看到选项 /D "_MBCS"，说明使用的是MBCS编码。

　　其中_UNICODE定义在C运行库的头文件中，UNICODE定义在Windows的头文件中。

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尽量使用Windows数据类型

　　在平时使用C/C++编程时，我们都使用C/C++标准提供的数据类型，比如:char,shot,int,long int等等，但是在使用Windows API编程时，我们应该尽量使用Windows提供的数据类型，因为Win32 API函数都是使用Windows数据类型编写的，所以你必须要认识它。事实上，这些Windows数据类型都是在windows头文件中对C/C++库原生类型的宏定义，本质上并无差别。下面列举常见的Windows数据类型。

　　类型前缀:

　　c=const 常量

　　u=unsigned 无符号

　　p=pointer 指针

　　h=handle 句柄

　　w=word 字

　　dw=double word 双字
　　sz=strinszg terminated with a zero 以0结尾的字符串

　　lp=long pointer 长指针

　　函数后缀:

　　A=ansi字符参数接受ANSI字符

　　W=wide宽字符参数接受Unicode字符

　　Ex=extended 扩展版函数，在原函数基础上增加某些新的特性

　　Windows类型举例:

　　typedef int INT;　　typedef int BOOL;　　typedef unsigned int UINT;　　typedef unsigned short WORD;　　typedef WORD near *PWORD;　　typedef WORD far *LPWORD;

　　其他定义详见 <minwindef.h>
　　near指针NP，far指针FP，long指针LP，是为了兼容16位程序，在32位编程中都为P(32位指针)

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在字符串前添加 L标志:该字符串将按宽字符(Unicode)编码

　　TEXT、__TEXT(winnt.h内定义的宏)

　　如果 UNICODE被定义，则在字符串前添加L

　　_T、__T、_TEXT(tchar.h内定义的宏)

　　如果 _UNICODE被定义，则在字符串前添加L

#ifdef  UNICODE　　#define __TEXT(x) L##x#else　　#define __TEXT(x) x#endif

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带T前缀的数据类型，根据是否定义UNICODE使用宽/窄字符

#ifdef  UNICODE    typedef wchar_t TCHAR;#else    typedef char TCHAR;#endif

五丶其他

　　笔者学习中，尽量在保持准确性、严谨性的同时使用比较自然的语言来写。

　　水平有限，不足之处欢迎批评指正。

　　本文由Celng原创，转载请标明出处。

Win32 API编程——前言

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