win32笔记四 句柄表
本帖最后由 huchen 于 2024-4-21 14:32 编辑之前的索引
(https://www.52pojie.cn/thread-1914443-1-1.html)
# 句柄表
在上一章节中，我们用代码创建了一个进程，在CreateProcess函数中，最后一个参数
```c
LPPROCESS_INFORMATION lpProcessInformation // process information
```
表示的是进程和线程相关的东西，进程句柄、线程句柄、进程ID、线程ID，要想了解其中的信息，要先学习学习下句柄表
在学句柄表之前，还要先认识一下什么是内核对象
像进程、线程、文件、互斥体、事件等在内核都有一个对应的结构体，这些结构体由内核负责管理。我们管这样的对象叫做内核对象
如图，这个就是内核对象，当然不止这么点，要想知道有哪些内核对象，可在MSDN里查，方法如下
在索引里搜索closehandle，这个是关闭句柄的意思，找到Remarks
这里列出的就是内核对象
## 如何管理内核对象
如图，假如有个进程，对应一个内核对象，即整个绿色的部分对应红色的内核对象，然后在这个进程里我又创建了四个内核对象，那么在内核中又产生了四个对应的结构体，了解了之后，这些怎么来管理呢，或者换句话说怎么使用呢？
以CreateProcess为例，在平常可能会想到不就是把内核里的结构体的地址返回给应用层，不就行了吗？
但是有个问题，如果应用层不小心把地址给改了，刚好又是内核的地址，是以0x80000000开始的地址，就会出现内存访问错误的问题，导致直接蓝屏，因为这是零环的内存。所以微软不会把内核层的地址直接暴露给应用层，那么怎么解决呢？
通过表的方式
如图右下角的表，这就是句柄表。
可以看到，这里只有一张句柄表，说明不是一个内核对象就有一张句柄表，而是一个进程就有一张句柄表
这张表就是存的结构体的地址，那应用层怎么用呢，就用编号，比如说，当应用层想用A，就返回1，想用B就返回2。
说白了，句柄表就是一种映射关系，用户层的索引就是内核层的地址
代码演示
继续用上次的代码
```c
//环境：win XP VC++ 6.0
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
//启动参数的相关信息
void GetStartInfo()
{
STARTUPINFO si;
GetStartupInfo(&si);
printf("%X %X %X %X %X %X %X %X\n", si.dwX, si.dwY, si.dwXCountChars, si.dwYCountChars, si.dwFillAttribute, si.dwXSize, si.dwYSize, si.dwFlags);
}
BOOL CreateChildProcess(PTCHAR ChildProcessName, PTCHAR CommandLine)
{
STARTUPINFO si;
PROCESS_INFORMATION pi;
ZeroMemory(&si, sizeof(si));
ZeroMemory(&pi, sizeof(pi));
si.cb = sizeof(si);
//创建子进程 返回是否成功
if (!CreateProcess(
ChildProcessName, //对象名称的完整路径
CommandLine, //命令行参数
NULL, //不继承进程句柄
NULL, //不继承线程句柄
FALSE, //不继承句柄
0, //没有创建标志
NULL, //使用父进程环境变量
NULL, //使用父进程目录作为当前目录，可以自己设置目录
&si, //STARTUPINFO结构体
&pi) //PROCESS_INFORMATION结构体
)
{
printf("创建进程错误 代码：%d\n", GetLastError());
return FALSE;
}
//printf("进程句柄：%X\t进程ID：%X\n线程句柄：%X\t线程ID：%X\n", pi.hProcess,pi.dwProcessId, pi.hThread,pi.dwThreadId);
SuspendThread(pi.hThread); //挂起指定的线程(下断点)
ResumeThread(pi.hThread); //递减线程的挂起计数,当暂停计数减为零时，将恢复线程的执行
//释放句柄
CloseHandle(pi.hProcess);
CloseHandle(pi.hThread);
return TRUE;
}
int main(int argc,char* argv[])
{
//C:\\Program Files\\Internet Explorer\\iexplore.exe
//C:\\Program Files (x86)\\Microsoft\\Edge\\Application\\msedge.exe
TCHAR ApplicationName[] = TEXT("C:\\Program Files\\Internet Explorer\\iexplore.exe");
TCHAR CmdLine[] = TEXT(" https://www.baidu.com");
CreateChildProcess(ApplicationName, NULL);
//GetStartInfo();
//getchar();
return 0;
}
```
如代码所示，执行会发现跟平常一样，可以操作，放大缩小等，当我们在单步执行一下，会发现不动了，点不开了等，想要恢复的话在执行一步
说明一下，SuspendThread()函数要传一个线程句柄，下面的函数也是一样，具体的话请自行查资料
我们了解了句柄的作用，和所谓的内核对象都在内核有一个结构在零环，还知道这个零环是所有进程共用的内存，既然这样，那意味着内核对象是可以跨进程共享的
## 多线程共享一个内核对象
如图，首先A进程有个内核对象，然后A进程里又创建一个内核对象即为A，B进程有个内核对象，如果B进程里是CreateProcess，那就跟A进程没半毛钱关系了，但是如果是OpenProcess函数的话，他的作用是打开一个别人创建好了的进程的内核对象，具体的参数可自行查阅资料了解
这样的话，AB两个进程共用了同一份的内核对象，那A进程怎么使用A呢，用句柄表，当然是A进程的，那B呢？用B进程的句柄表
由此可知，句柄表是一个私有的概念，仅对当前的相对应的进程有意义
A的句柄表的索引是1，而B的句柄表的索引是10，所以更能说明句柄表是私有的概念，如果都是1的索引的话，那B进程的原来的索引为1的对像，就冲突了，所以如果我把A句柄的值传给B，有意义吗？显然没有意义
接下来再说A对象里的2是什么意思，这个2代表一个计数器，比如，A进程创建了这个对象，那么这个计数器就+1，然后B进程又打开了这个对象，那么这个计数器在+1，如果再有人打开，就在+1，以此类推
如果这个句柄我不想用了，就可以关闭这个句柄，用CloseHandle()来执行
```c
CloseHandle(pi.hProcess);
```
看名字会觉得是直接把这个对象给关掉，实际上只是把这个计数器-1，比如说，我把A进程的句柄关闭了，计数器只是-1，还是1（原来是2），这个内核对象（注意我说的是内核对象）不会死掉，那怎么才死呢？
那我B进程在调用一个CloseHandle，此时这里的计数器变成了0，此时，这个内核对象变成了没有任何人指向的对象，那么就会死掉
说白了，只要计数器不为0，那这个内核对象就不会死掉
上面说的这些特征，适合于上面提到过的其他所有的内核对象，但是有一个例外，那就是线程
我们在回到MSDN里去看看
> Closing a thread handle does not terminate the associated thread. To remove athread object, you must terminate the thread, then close all handles to thethread.
翻译过来的意思是：关闭线程句柄不会终止相关联的线程。要移除线程对象，必须先终止线程，然后关闭所有指向该线程的句柄
什么意思呢，就是线程也是一个内核对象，所以在内核中也有一个结构体，必须要满足1.把线程关掉2.线程的内核对象的计数器为0，这两个条件必须同时成立，才能关掉线程的内核对象
### 实验
还是上面的代码，就不贴上去了
```c
SuspendThread(pi.hThread); //挂起指定的线程(下断点)
ResumeThread(pi.hThread); //递减线程的挂起计数,当暂停计数减为零时，将恢复线程的执行
```
这两个函数注释掉，执行，你会发现会打开一个网页，在回到代码里，发现
```c
CloseHandle(pi.hProcess);
CloseHandle(pi.hThread);
```
我们已经执行了，却发现这个网页还能运作，就是因为里面的线程还没有死掉，所以能运作
这里CloseHandle(pi.hThread);只是让计数器-1，变成0了，但是线程没有关闭，所以线程还活着
换句话说，只要线程不死，那这个进程就不会死，进程的唯一线程死了，那这个进程也就死了
想让他死掉的话，点击关闭网页就可以了，线程死了，计数器清零，内核对象被销毁，噶了
## 句柄是否可以被继承
上面讲过了怎么识别是不是内核对象，还有个方法
以CreateEvent为例，要知道他是不是，在MSDN里看看
```c
HANDLE CreateEvent(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes, // SD
BOOL bManualReset, // reset type
BOOL bInitialState, // initial state
LPCTSTR lpName // object name
);
```
看到有LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes, // SD的，那就是内核对象
再看看CreateFile
```c
HANDLE CreateFile(
LPCTSTR lpFileName, // file name
DWORD dwDesiredAccess, // access mode
DWORD dwShareMode, // share mode
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes, // SD
DWORD dwCreationDisposition, // how to create
DWORD dwFlagsAndAttributes, // file attributes
HANDLE hTemplateFile // handle to template file
);
```
一样的有
回到CreateEvent()的定义
```c
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes
```
这里就只用知道这是个安全描述符（结构体指针），点击SECURITY_ATTRIBUTES （安全属性，也是个结构体指针），由于我的MSDN有点问题，就直接手写他的结构体
```c
typedef struct _SECURITY_ATTRIBUTES {
DWORD nLength;
LPVOID lpSecurityDescriptor;
BOOL bInheritHandle;
} SECURITY_ATTRIBUTES, *PSECURITY_ATTRIBUTES;
```
### nLength
*****
存储当前结构体大小的值
### lpSecurityDescriptor
******
指向安全描述符的指针，意思为不同用户被赋予了何种权限。在我们写代码的时候通常不用去特别关注他，他默认采用的安全设置就跟你的父进程是一样的
### bInheritHandle
*******
确定在创建新进程时是否继承返回的句柄。如果此字段设置为非零值，则新进程将继承句柄。如果为 0，则新进程不会继承句柄。
介绍完后，所以如果不继承的话那就
```C
CreateEvent(NULL,FALSE,FALSE,NULL)
```
（先不管其他参数的意思）
如果要继承，那就要创建SECURITY_ATTRIBUTES结构体
```c
SECURITY_ATTRIBUTES sa;
ZeroMemory(&sa, sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES));//初始化操作
sa.nLength = sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES);//结构体大小
sa.bInheritHandle = TRUE;//可以继承
CreateEvent(sa,FALSE,FALSE,NULL)；
```
这样就能继承了，因此，为了彰显句柄表是否能够继承，那就应该还要在添加一个成员，就是能否被继承的标志
句柄表的0代表不继承，1代表继承
如果是父子进程的话，那么子进程是有机会直接继承过去的
比如说，在创建进程时
```c
if (!CreateProcess(
ChildProcessName, //对象名称的完整路径
CommandLine, //命令行参数
NULL, //不继承进程句柄
NULL, //不继承线程句柄
FALSE, //不继承句柄
0, //没有创建标志
NULL, //使用父进程环境变量
NULL, //使用父进程目录作为当前目录，可以自己设置目录
&si, //STARTUPINFO结构体
&pi) //PROCESS_INFORMATION结构体
```
```
FALSE, //不继承句柄
```
这里我写的是FALSE，子进程是IE，父进程的句柄表跟子进程没有关系，也就是说子进程会有一个独立的句柄表，哪怕父进程里有可以的继承的，也没有任何关系
如果改成TRUE，那子进程就会得到父进程中允许继承的句柄表
这样子进程就可以直接使用父进程的句柄了
```c
NULL, //不继承进程句柄
NULL, //不继承线程句柄
```
再看进程与线程
```c
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpProcessAttributes, // SD
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,// SD
```
如果那个需要继承，就把那个定义出来，写成TRUE
## 总结
*****
1. 每个进程对应一个内核对象
2. 有两种方式来共享内核
这里的知识有点绕，需要多多消化，查阅资料 厉害，学习了 厉害，学习到了
厉害，学习到了 厉害，慢慢学习了 这也太高级了叭 学习了！！支持以下啊！！！ 认真学习{:17_1062:} 慢慢学习。
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