前言

Native NTApplication本來我是想寫成中文的，但怎么翻譯都覺得不太合適，大多文章都寫作為NativeApplication，并翻譯為原生應(yīng)用程序，或者本地應(yīng)用程序，但自從有了.NET之后，原生應(yīng)用程序好像更多的用作Win32應(yīng)用程序了，本地應(yīng)用程序倒還可以，但怎么聽來也不好聽，算了，還是簡寫作 Native 應(yīng)用程序吧。

Native 應(yīng)用程序與 Win32應(yīng)用程序的文件結(jié)構(gòu)都是 PE 格式的，甚至也是以.exe為后綴名，但是當(dāng)你的 Windows 啟動到一定階段后，正常情況下你卻再也不能運行Native 應(yīng)用程序了，因為此時，Win32子系統(tǒng)已經(jīng)啟動，你已經(jīng)運行到了 用戶模式 下。

Native 應(yīng)用程序有哪些呢，當(dāng)然最出名的就是非法關(guān)機后用于磁盤檢查的AutoChk，當(dāng)Windows啟動起來后，你再想運行AutoChk.exe等 Native 應(yīng)用程序，你會得到一個

<應(yīng)用程序>無法在 Win32 模式下運行

的錯誤提示。

Native能干什么呢，想必你聽說過PQMagic，當(dāng)你掛起動態(tài)分區(qū)，重新啟動電腦時，PQMagic就運行了一個Native應(yīng)用程序來執(zhí)行操作，這就是因為系統(tǒng)還沒有正常啟動起來，所以你可以做好多好多系統(tǒng)啟動后不能做的事情。ps: 瑞星殺毒的 BSMain 也是一個 Native 應(yīng)用程序。

編寫 Native應(yīng)用程序是不容易的，甚至你要調(diào)用的 API 微軟都不愿意公開，我們的入門資料是 Mark Russinovich 寫的《InsideNative Application》，網(wǎng)上有中文翻譯的文檔，可以參考，關(guān)于這篇文章，Mark 修改了多次，并且相差很多。關(guān)于其 API，參考資料是多年以前的一本電子書《Windows NT/2000 Native API Reference》。

開始編寫

一般來說，編寫 Native 應(yīng)用程序使用的是 DDK 或者 WDK 的 build，其實，VC 編譯器和鏈接器也知道如何生成此類程序，本文就介紹這種方法。

我們需要的工具

當(dāng)然是 VC，本文中使用的是 VS 2008 (盜版的）；
DDK 或者 WDK，就算你不使用其 build ，也得有這些頭文件和庫文件；
winternl.h 或者 NDK，本文中使用的是 NDK，以前使用的是前者，官方的 winternl.h 我們得不到，微軟沒有提供給我們，只能從 MSDN 中可以窺視到它的存在，可以從
http://svn.reactos.org/svn/reactos/trunk/reactos/include/psdk/winternl.h?view=markup
下載一個非官方版本，我使用的時候做了少許更改，你也可以從
http://files.cnblogs.com/ChongyangLee/winternl.rar
下載一個我更改過的版本，更改的地方我都做了注釋，搜索 chongyangLee 即可。關(guān)于 NDK(Native Development Kit )，就連 ReactOS 都使用了它，放心吧，很全，很強大。從此處
http://code.google.com/p/native-nt-toolkit/
下載。使用時也做了少許更改。

VC的配置

一般來說，你需要做如下配置：

***********************************************************************************************

General：

不使用MFC (Use Standard Windows Libraries)
使用Unicode字符集 (Use Unicode Character Set)

***********************************************************************************************
C/C++
-----------------------------------------------------------------------------------------------
General：

設(shè)置增加的 Include 文件目錄，當(dāng)然還應(yīng)當(dāng)包含其它的，用到時自己增加，
注意，此處已經(jīng)把 NDK 目錄拷貝到了 $(DDKROOT)\inc\ndk 下，不使用繼承目錄
Addtional Include Directories: "$(DDKROOT)\inc\ddk\wxp";"$(DDKROOT)\inc\ndk";$(NOINHERIT)

調(diào)試信息格式，如果不是調(diào)試版本，此處 Disable
Debug Information Format: Program Database (/Zi)
------------------------------------------------------------------------------------------------
Optimization:

禁止優(yōu)化，如果不是調(diào)試版本，此處自己看著辦
Optimization: Disabled (/Od)
------------------------------------------------------------------------------------------------
Preprocessor:

預(yù)處理器定義，此處必須設(shè)置的是 _X86_ 其余的...
如果不是調(diào)試版本，DBG=0，以對應(yīng) DDK 中的 Free 版本
Preprocessor Definitions: _X86_;DBG=1;_WIN32_WINNT=0x0501
------------------------------------------------------------------------------------------------
Code Generation:

代碼生成，基本運行期檢查，關(guān)閉，不使用。
Basic Runtime Checks: Default

運行期庫，多線程調(diào)試
Runtime Library: Multi-threaded Debug DLL (/MDd)
------------------------------------------------------------------------------------------------
Precomplied Headers:

不使用預(yù)編譯頭（不好意思，習(xí)慣而已）
Create/Use Precomplied Header: Not Using Precompiled Headers
------------------------------------------------------------------------------------------------

***********************************************************************************************
Linker
------------------------------------------------------------------------------------------------
Gneral:

啟用增量鏈接，關(guān)閉，不使用
Enable Incremental Linking: No (/INCREMENTAL:NO)

增加的 lib 文件目錄
Additional Library Directories: "$(DDKROOT)\lib\wxp\i386"
------------------------------------------------------------------------------------------------
Input:

增加的 lib 文件，或者可以使用 #pragma comment(lib, "ntdll.lib)... 代替之
Additional Dependencies: ntdll.lib nt.lib $(NOINHERIT)

忽略所有默認庫文件
Ignore All Default Libraries: Yes (/NODEFAULTLIB)
------------------------------------------------------------------------------------------------
Debugging

生成調(diào)試信息，即使不是調(diào)試版本，此處也可以生成
Generate Debug Information: Yes (/DEBUG)
------------------------------------------------------------------------------------------------
System:

子系統(tǒng)為 Native
Subsystem: Native (/SUBSYSTEM:NATIVE)
------------------------------------------------------------------------------------------------
Advanced:

入口函數(shù)，其實 Native 默認的就是這個，可以不設(shè)置
Entry Point: NtProcessStartup

加載基地址，內(nèi)核部署，默認也是這個，可以不設(shè)置
Base Address: 0x10000
------------------------------------------------------------------------------------------------
***********************************************************************************************

配置確實挺多的，為此，我用 VS 2008 寫了一個 Wizard ，因為本文為了調(diào)試，所以沒有修改 Release 配置，

http://files.cnblogs.com/ChongyangLee/MyWizard.rar

這個壓縮文件中包含工程源代碼文件，

http://files.cnblogs.com/ChongyangLee/MyWizard_.rar

這個壓縮文件不包含工程源代碼文件，正常使用的話可以使用這個方法如下

解壓縮后將其拷貝到vc安裝目錄下的vcprojects文件夾，例如 E:\Microsoft Visual Studio 9.0\VC\vcprojects\MyWizard
修改 NativeAppWizard.vsz 中 Param="ABSOLUTE_PATH = G:\Work\SoftWare\MyWizard\NativeAppWizard" 的路徑為你的正確路徑，如Param="e:\Microsoft Visual Stuidio 9\vc\vcprojects\MyWizard\NativeAppWizard"
啟動 VS 2008 就可以了

寫程序了

其實，如果你使用我上面提供的向?qū)?，一個例子程序已經(jīng)寫好了，正如上面所提到的，用 VC 創(chuàng)建 Native 應(yīng)用程序時，默認的入口函數(shù)為NtProcessStartup，其參數(shù)為 PPEB，其實，使用 DDK 創(chuàng)建 Native 應(yīng)用程序時，可以創(chuàng)建 main函數(shù)就行了，NtProcessStartup 自動創(chuàng)建好了，下面是我在向?qū)е刑峁┑睦哟a

 1 #ifdef __cplusplus

 2 extern "C" {

 3 #endif/*__cplusplus*/

 4 #include <ntndk.h>

 5 #ifdef __cplusplus

 6 }/* extern "C" */

 7 #endif/*__cplusplus*/

 8 

 9 

10 #include <stdio.h>

11 

12 //Handle of Heap

13 HANDLE g_hHeap;

14 

15 

16 void NtProcessStartup(PPEB ppeb)

17 {

18     //for Debug

19     __asm 

20     {

21         int 3;//DbgBreakpoint()

22     }    

23     DbgPrint("************START************");

24 

25 

26     RTL_HEAP_PARAMETERS parameter;

27     memset(&parameter, 0, sizeof(RTL_HEAP_PARAMETERS));

28     parameter.Length = sizeof(RTL_HEAP_PARAMETERS);

29 

30     //Create Heap

31     g_hHeap = RtlCreateHeap(HEAP_GROWABLE, NULL, 0x100000, 0x1000, NULL, &parameter);

32 

33     //todo:

34 

35     UNICODE_STRING wBuf;

36     wBuf.Buffer = static_cast<wchar_t*>(RtlAllocateHeap(g_hHeap, 0, 255));

37 

38     RtlInitUnicodeString(&wBuf, ppeb->ProcessParameters->CommandLine.Buffer);

39 

40     NtDisplayString(&wBuf);

41     RtlFreeHeap(g_hHeap, 0, wBuf.Buffer);

42 

43 

44     UNICODE_STRING HelloMsg = RTL_CONSTANT_STRING(L"\nOne World, One Dream!\nBeiJing China");

45     NtDisplayString(&HelloMsg);

46 

47 

48     HANDLE hFile = NULL;

49     OBJECT_ATTRIBUTES objAttr = {0};

50     IO_STATUS_BLOCK IoStatusBlock = {0};

51     UNICODE_STRING wszPath = {0};

52 

53     RtlInitUnicodeString(&wszPath, L"\\??\\c:\\abcd.txt");

54     InitializeObjectAttributes(&objAttr, &wszPath, 0, NULL, NULL);

55     NTSTATUS statusFile = NtCreateFile(&hFile, GENERIC_READ, &objAttr, &IoStatusBlock, 

56         NULL, 0, FILE_SHARE_READ, FILE_OPEN_IF, 0, NULL, 0);

57 

58 

59 

60     if(hFile != NULL)

61     {

62         NtClose(hFile);

63     }

64 

65     //Terminate Manual

66     NtTerminateProcess(NtCurrentProcess(), 0);

67 }

68 

69

上面的代碼完成了什么功能，
首先，在 Native 應(yīng)用程序中，堆是自己來創(chuàng)建并維護的；
第二，顯示了兩串字符，其一是從 PPEB 中取得的命令行信息，其二是一串固定的字符串；
第三，在 C 盤的根目錄下打開或者創(chuàng)建了一個文本文件，沒有操作，直接關(guān)閉了；
第四，終止該程序（return 是終止不了的）。

演示一下效果吧，
如果你去掉為了調(diào)試加的代碼（__asm{int 3;} DbgPrint("************START************");）編譯生成的程序，拷貝到你的System32目錄下，修改注冊表HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager
鍵：BootExecute
值：autocheck autochk *
<你的應(yīng)用程序名稱，此處假定為try3> xixihaha
重新啟動 Windows （不帶 /NOGUIBOOT 參數(shù))，你會在登錄前看到如下畫面

此處使用的是Session Manager 啟動的 Native Application，當(dāng)然還有其他的方法，自己google吧。

調(diào)試 Native 應(yīng)用程序

編寫程序不可能離開調(diào)試，但 Native應(yīng)用程序調(diào)試是困難的，需要進行內(nèi)核調(diào)試，因此你需要一個可以進行內(nèi)核調(diào)試的工具，SoftIce 或者WinDBG，本文中使用了后者。為了調(diào)試，你需要將前面加入的調(diào)試代碼打開，讓W(xué)indows運行到你的程序開頭時可以中斷。下面是不太詳細（需要你對WinDBG 有一定的了解）的詳細的調(diào)試過程：

修改 boot.ini 文件（Vista 下不同），加入 /debug 調(diào)試選項和調(diào)試口的配置；
啟動目標操作系統(tǒng)，在選項前按上下鍵暫停止啟動；
啟動 WinDBG，按 Ctrl + K，啟動內(nèi)核調(diào)試窗口，按照你的調(diào)試口配置啟動內(nèi)核調(diào)試；
回到目標操作系統(tǒng)，啟動Widnows；
在WinDBG下配置 .sympath 增加你的 Native 應(yīng)用程序的 pdb 文件所在的路徑；
同樣配置源文件路徑；
當(dāng)執(zhí)行到 int 3 時，WinDBG 會自行中止；
輸入命令 .reload -user 裝入用戶符號表；
打開源文件，恭喜，你可以調(diào)試了。

待續(xù)

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VC的配置

寫程序了

調(diào)試 Native 應(yīng)用程序