Московский физико-технический институт
Опубликован: 12.12.2007 | Доступ: свободный | Студентов: 4748 / 1274 | Оценка: 4.34 / 4.14 | Длительность: 13:57:00
ISBN: 978-5-94774-827-7
Лекция 2:

Разработка Win32 приложений. Инструментальные средства изучения системы

< Лекция 1 || Лекция 2: 12 || Лекция 3 >
Аннотация: Рассмотрены вопросы, важные с точки зрения практического освоения ОС Windows и разработки Win32-приложений. Приведено краткое описание справочной системы MSDN, средств разработки и отладки. Проанализированы основные типы используемых данных, форматы хранения текстовых строк и способы корректной обработки ошибок. Описаны разнообразные инструментальные средства, которые являются дополнительными источниками сведений о системе

Win32 API

Уже отмечалось, что в ОС Windows между приложением и совокупностью системных вызовов (системных сервисов в терминологии Microsoft) расположен дополнительный абстрактный слой - программный интерфейс Win32 API. За счет этого Win32-приложение может работать практически во всех версиях Windows (см. рис. 1.5), несмотря на то, что сами системные вызовы в различных версиях системы различны и не документированы.

Исчерпывающая информация по программному интерфейсу Win32 API содержится в справочной документации на Win32 API. Эту документацию можно просмотреть на сайте http://msdn.microsoft.com или на компакт-дисках MSDN (Microsoft Developer Network Library). MSDN является программой технической поддержки разработчиков.

Win32 API предоставляет всеобъемлющий интерфейс, позволяющий выполнить каждое действие несколькими способами и покрывающий все области, с которыми должна работать операционная система. Естественно, что этот интерфейс содержит вызовы для создания и управления процессов и потоков, управления файловым вводом-выводом, операций с окнами и графикой, безопасностью и т.д.

Если заглянуть в раздел MSDN \Platform SDK\ Win32\ Overview of the Win32 API, то можно увидеть, что Win32 API подразделяются на следующие группы.

  • Base Services - базовые сервисы отвечают за обеспечение доступа к ресурсам компьютера и интерфейс для работы с памятью, файлами, устройствами, процессами и потоками.
  • Common Control Library - библиотека общих элементов управления для разработки оконных интерфейсов.
  • Graphics Device Interface - вывод графики на дисплей и другие устройства.
  • Network Services - сетевые сервисы.
  • User Interface - интерфейс пользователя.
  • Windows Shell - функции для работы с оболочкой.
  • Windows System Information - информация о конфигурации системы Windows.

В рамках данного курса нам потребуются главным образом функции, относящиеся к первому пункту списка и описанные в MSDN разделе \Platform SDK\Base Services, а также функции, описанные в разделе \Platform SDK\ Security.

Компилятор Visual C++ и среда программирования для Windows

Предполагается, что читатель знаком с типичными приложениями Windows, такими, как Проводник (Windows Explorer), ориентируется в файловой системе компьютера и в состоянии найти любой файл, записанный на жестком диске.

Компилятор Windows Visual C++ удобно объединять со справочной системой MSDN Library, которая при этом вызывается через пункт меню "Справка" ("Help") в интегрированной среде Microsoft Visual C++, а также может использоваться автономно. Запуск установленной графической оболочки Microsoft Visual C++ осуществляется стандартными средствами системы.

Чтобы из текста программы на языке высокого уровня (файл с расширением "c" или "cpp") получить исполняемую программу в машинных кодах (файл с расширением "exe"), необходимо в графической оболочке Microsoft Visual Studio C++ создать рабочий проект, который представляет собой совокупность служебных файлов, необходимых для дальнейшей работы.

Программные примеры, иллюстрирующие данный курс, представляют собой Windows-приложения с текстовым интерфейсом (консольные). Разработка приложений с дружественным графическим интерфейсом сама по себе достаточно сложна и должна изучаться в рамках специальных учебных курсов. Поэтому, формируя проект, далее в графической оболочке Visual Studio в диалоговом окне "New" нужно выбрать Win32 Console Application в качестве типа приложения, а также дать проекту имя, указать каталог расположения файлов проекта и нажать кнопку "OK".

Затем при помощи пунктов меню и всплывающих окон графической оболочки нужно включить в проект файлы, содержащие программу, или ввести программу с клавиатуры с последующим ее сохранением в одном из файлов проекта. Через пункт меню "Build" можно выполнить компиляцию программы, создать исполняемый модуль, запустить программу на счет и, при необходимости, выполнить ее отладку. Существует большое количество разнообразных руководств по использованию Microsoft Visual Studio C++.

Прогон программы "Hello, world"

В качестве самостоятельного упражнения рекомендуется реализовать простейшую программу в интегрированной среде компилятора Visual C++, например, хрестоматийную программу "Hello, world", и ознакомиться со средствами разработки, отладки и контекстной помощи.

Типы данных, используемые в Win32-приложениях

Мобильность программ и их независимость от конкретной платформы во многом обеспечивается введением новых стандартных типов данных - определенных на основе простых типов языка программирования Си. Имена стандартных типов данных состоят из символов верхнего регистра, для них не применяется оператор "*".

Полный перечень используемых данных можно увидеть в разделе \Plarform SDK \Win32 API\ Reference \ Data Types. Ниже приведен список наиболее распространенных типов: симовольных, целых, булевских, указателей и описателей (handles). Символьные, целые и булевские типы соответствуют аналогичным типам большинства диалектов языка Си. Имена типов-указателей содержат префикс "P" или "LP". Описатели имеют отношение к ресурсам, загруженным в память.

Наиболее часто используются следующие типы данных:

  • BOOL - булевская переменная ( TRUE или FALSE );
  • CHAR - 8- разрядный символ;
  • DWORD - 32-разрядное беззнаковое целое;
  • HANDLE - описатель объекта;
  • INT - 32-разрядное целое;
  • LPSTR - указатель на строку 8-разрядных символов, заканчивающуюся нулем;
  • LPTSTR - LPWSTR в случае Unicode или LPSTR в случае ANSI;
  • LPVOID - указатель на любой тип;
  • LPWSTR - указатель на строку 16-разрядных (Unicode) символов, заканчивающуюся нулем;
  • TCHAR - WCHAR, в случае Unicode или CHAR в случае ANSI;
  • WCHAR - 16-разрядный Unicode символ;
  • WORD - 16-разрядное беззнаковое целое.

Остальные типы данных будут изучаться по мере необходимости. Некоторые Win32 приложения могут быть выполнены в среде более ранних версий ОС Windows, в том числе и 16-разрядных. Вследствие этого имена некоторых типов отражают систему адресации ОС MS-DOS, например, LP (long pointer) означает "длинный" указатель, а на самом деле - это обычный указатель.

В качестве самостоятельного упражнения рекомендуется ознакомиться с данными различных типов в справочной системе MSDN.

Unicode

В ОС Windows в качестве внутреннего формата для хранения и обработки текстовых строк используется Unicode. В Unicode каждый символ представляется 16-битным (двухбайтовым) кодом, что позволяет поддерживать разные языки и системы письменности (такие, как китайские и японские иероглифы).

Стандарт Unicode поддерживается консорциумом, в который входят такие компании, как Apple, Compaq, Hewlett-Packard, IBM, Microsoft и многие другие; подробная информация об этом имеется на сайте http://www.unicode.org. В справочнике MSDN соответствующие сведения хранятся в разделе \Visual Studio documentation\ Visual C++ Programmer's Guide \ Adding Program Functionality \ Overviews \ Unicode Programming.

Для совместимости со стандартами языков программирования и предыдущими версиями Windows в системе наряду с 16-битными (двухбайтовыми) символами активно используются и 8-битные (однобайтовые) ANSI символы. Так, многие Win32-функции , принимающие строковые параметры, существуют в двух версиях: для Unicode и для ANSI. Обычно при вызове ANSI-версии Win32-функции входные строковые параметры перед обработкой системой преобразуются в Unicode. В связи с этим перед разработчиками стоит задача написания приложений, способных работать с обеими кодировками.

< Лекция 1 || Лекция 2: 12 || Лекция 3 >
Ирина Оленина
Ирина Оленина
Николай Сергеев
Николай Сергеев

Здравствуйте! Интересует следующий момент. Как осуществляется контроль доступа по тому или иному адресу с точки зрения обработки процессом кода процесса. Насколько я понял, есть два способа: задание через атрибуты сегмента (чтение, запись, исполнение), либо через атрибуты PDE/PTE (чтение, запись). Но как следует из многочисленных источников, эти механизмы в ОС Windows почти не задействованы. Там ключевую роль играет менеджер памяти, задающий регионы, назначающий им атрибуты (PAGE_READWRITE, PAGE_READONLY, PAGE_EXECUTE, PAGE_EXECUTE_READ, PAGE_EXECUTE_READWRITE, PAGE_NOACCESS, PAGE_GUARD: их гораздо больше, чем можно было бы задать для сегмента памяти) и контролирующий доступ к этим регионам. Непонятно, на каком этапе может включаться в работу этот менеджер памяти? Поскольку процессор может встретить инструкцию: записать такие данные по такому адресу (даже, если этот адрес относится к региону, выделенному менеджером памяти с атрибутом, например, PAGE_READONLY) и ничего не мешает ему это выполнить. Таким образом, менеджер памяти остается в стороне не участвует в процессе...

Алексей Мендрин
Алексей Мендрин
Украина
Владислав Кияновский
Владислав Кияновский
Израиль, Ашдод