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Keyboard Hook
c++ new详解
windows 关机过程
作者:admin 日期:2010-04-26
1、关机原理
我们执行关机操作后，通常看到的是系统的关机画面，然后是或短或长的等待，究竟这个关机画面后隐藏怎么样的过程呢？关机其实和开机一样涉及到多个过程，是多个进程，组件之间一个相互协作的过程，下面我们来细致了解一下：
1）发起关机指令
当用户发起关机指令时，将调起关机程序，windows xp下是shutdowm.exe，win98和win2000是rundll32.exe，该程序会通知windows子系统进程 csrss.exe，CSRSS.EXE收到通知以后会和Winlogon.EXE做一个数据交换，做好关机的准备工作，接着由Winlogon.EXE 通知CSRSS.EXE开始关闭系统的流程。
csrss.exe是客户端服务子系统，用以控制windows图形相关子系统；
winlogon.exe则是windows NT用户登录程序，主要管理用户登录和退出。
2）通知用户进程退出
第一个过程中windows子系统进程csrss.exe收到winlogon.exe的通知后，会依次查询拥有顶层窗口的用户进程，如常见的用户程序，杀毒软件，防火墙等，让这些进程退出。如果某一个用户进程在一个默认的超时时间5000毫秒(可以通过修改注册表键值 HKEY_CURRENT_USER\Control Panel\Desktop\ HungAppTimeout设定超时时间)内没有退出的话，Windows会显示一个结束任务对话框用于询问用户是否结束这个任务。默认情况下将显示这个对话框并一直保持而不会自动关闭。对于控制台程序来说，基本情况类似，只不过Windows使用HKEY_CURRENT_USER\Control Panel\Desktop\ WaitToKillAppTimeout值来设置超时时间。
3）关闭系统进程
在关闭用户进程后，开始进入到关闭系统进程阶段，正常使用状态下无法结束的系统进程，如smss.exe，lsass.exe等将被终止。终止系统进程和终止用户进程略有不同，windows在终止系统进程的时候并不像终止用户进程那样，如果无法在规定时间内种植提示用户，则直接跳过这个进程，去执行下一个系统进程的终止操作。其中使用的超时时间和第2步使用的时间相同。
以上三点，被成为关机过程中的软保护，这样对于操作系统或第三方应用程序都能起到保护作用，如果强行关闭可能导致相关文件破坏等异常。
4）核心组件的退出和最后的关机工作
这一步被成为关机硬保护，winlogon.exe调用系统API函数NtShutdownSystem()或ZwShutdownSystem函数来命令系统执行windows核心组件的退出和最后的关机工作。例如：设备驱动在这个阶段里面完成一些驱动设定的特殊操作；也是在这个阶段，配置管理系统将被修改过的注册表数据会写道磁盘里面。等除了电源管理以后的全部子系统完成退出以后，电源管理完成最后的操作，如重启、关机等。
2、响应关机事件分析
不管是直接按机箱上的Power按钮，还是点击开始菜单->关闭计算机（注销、关机、重启），我们的应用程序都可以响应这类事件，那就是窗口消息 WM_QUERYENDSESSION和WM_ENDSESSION。
系统提供了一个常用的API实现系统的注销、关机和重启，它的声明为：
BOOL ExitWindowsEx(
UINT uFlags,
DWORD dwReason
);
参数uFlags可分为两类，之间可以用“|”合并：
1）. 关闭动作，有以下标志：EWX_LOGOFF（注销）、EWX_SHUTDOWN（关闭系统后不切断电源，即使主板支持ATX电源管理）、 EWX_POWEROFF（关机，关闭系统后切断电源，需主板支持）、EWX_REBOOT（重启）。
2）. 关闭强度，有以下标志：数值0（安全关闭，不使用该类标志时默认为该项）、EWX_FORCEIFHUNG（应用程序挂起一段时间后强行关闭）、 EWX_FORCE（强行关闭，不管应用程序有没有挂起）。
如果不使用关闭强度标志（EWX_FORCE或EWX_FORCEIFHUNG），关机是安全的，也就是说，在关机的软保护时，系统将给每个以桌面为顶级的窗口进程发送WM_QUERYENDSESSION消息。如果超过5000毫秒（可以通过修改注册表键值 HKEY_CURRENT_USER\Cont rol Panel\Desktop\ HungAppTimeout设定超时时间）仍未有WM_QUERYENDSESSION消息的返回，则弹出结束任务对话框用于询问用户是否结束这个任务。默认情况下将显示这个对话框并一直保持而不会自动关闭；如果设置了自动结束任务（HKEY_CURRENT_USER\Cont rol Panel\Desktop\AutoEndTasks键值改为1），那么超时（HungAppTimeout）后仍未有 WM_QUERYENDSESSION消息的返回值时，不再显示结束任务对话框而直接结束这个挂起的任务。如果多个进程响应了 WM_QUERYENDSESSION并挂起（如记事本弹出询问是否保存的消息框），那么系统对于每个进程是串行处理的，即等待第一个挂起的进程响应 WM_QUERYENDSESSION并返回后（立即发送WM_ENDSESSION通知同一窗口用户的选择<是否确认关闭>），再给下一个进程发送WM_QUERYENDSESSION并等待挂起超时。
4、如何快速关机
通过前面关机过程的描述，我们可以知道关机过程是经过一个一个阶段逐步完成，某一步出错都有可能导致关机失败，前3个步骤时关机过程中最耗时间的一段，常见的关机问题都是由这3个步骤引起。
经常听到快速关机，或者是关机优化软件，那么它们到底怎么是实现的，有没有用呢？
1）在关机原理里提到两个注册表键值，对应相关程序的超时响应时间，我们可以修改减小这两个键值，HKEY_CURRENT_USER\Control Panel\Desktop\ HungAppTimeout和HKEY_CURRENT_USER\Control Panel\Desktop\ WaitToKillAppTimeout，这确实是有效的，如前面所述，原因在于前一键值设定的是用户进程自动退出的超时时间，后一键值设定的是控制台程序自动退出的超时时间。减小这两个键值会加快用户和控制台进程的退出速度，从而加快关机速度。
2）经典的关机技巧
用ctrl健配合任务管理器快速关机，即可在一两秒内立即断电关机，实际上原理是这个关机过程跳过了前三个步骤，直接进入第4步，这样带来的风险就是您的应用程序数据可能丢失，操作系统文件也可能被破坏进不了系统。那些所谓的快速关机软件，就是这样直接调用ntdll.dll中的 ZwShutdownSystem()实现的。实际上，正常来说，windows关机速度变慢的多数问题在于关机前用户使用的程序过多，或者是执行关机前没有退出一些大型的软件，或者一些软件自身的退出管理存在问题，从而造成了关机的延迟，因此加快关机速度，正确的做法是减少应用程序对关机过程的影响，如在关机前尽量关闭用户程序，尽量不要再电脑处于忙的状态时关机。
我们来了解下实现断电关机的代码：
const int SE_SHUTDOWN_PRIVILEGE = 0x13;
typedef int (__stdcall *PFN_RtlAdjustPrivilege)( INT, BOOL, BOOL, INT*);
typedef int (__stdcall *PFN_ZwShutdownSystem)(INT);
HMODULE hModule = ::LoadLibrary(_T("ntdll.dll"));
if( hModule != NULL)
{
PFN_RtlAdjustPrivilege pfnRtl = (PFN_RtlAdjustPrivilege)GetProcAddress( hModule, "RtlAdjustPrivilege");
PFN_ZwShutdownSystem pfnShutdown = (PFN_ZwShutdownSystem)GetProcAddress( hModule,"ZwShutdownSystem");
if( pfnRtl != NULL &pfnShutdown != NULL )
{
int en = 0;
int nRet= pfnRtl( SE_SHUTDOWN_PRIVILEGE, TRUE, TRUE, &en);
if( nRet == 0x0C000007C )
nRet = pfnRtl(SE_SHUTDOWN_PRIVILEGE, TRUE, FALSE, &en);
//SH_SHUTDOWN = 0;
//SH_RESTART = 1;
//SH_POWEROFF = 2;
const int SH_POWEROFF = 2;
nRet = pfnShutdown(POWEROFF);
}
}
3、无法关机调试实例
http://blogs.msdn.com/ntdebugging/archive/2009/11/09/system-won-t-power-down.aspx
这篇文章详介绍了关机原理，和一个系统无法关机的调试实例，调试过程很值得学习。
我们执行关机操作后，通常看到的是系统的关机画面，然后是或短或长的等待，究竟这个关机画面后隐藏怎么样的过程呢？关机其实和开机一样涉及到多个过程，是多个进程，组件之间一个相互协作的过程，下面我们来细致了解一下：
1）发起关机指令
当用户发起关机指令时，将调起关机程序，windows xp下是shutdowm.exe，win98和win2000是rundll32.exe，该程序会通知windows子系统进程 csrss.exe，CSRSS.EXE收到通知以后会和Winlogon.EXE做一个数据交换，做好关机的准备工作，接着由Winlogon.EXE 通知CSRSS.EXE开始关闭系统的流程。
csrss.exe是客户端服务子系统，用以控制windows图形相关子系统；
winlogon.exe则是windows NT用户登录程序，主要管理用户登录和退出。
2）通知用户进程退出
第一个过程中windows子系统进程csrss.exe收到winlogon.exe的通知后，会依次查询拥有顶层窗口的用户进程，如常见的用户程序，杀毒软件，防火墙等，让这些进程退出。如果某一个用户进程在一个默认的超时时间5000毫秒(可以通过修改注册表键值 HKEY_CURRENT_USER\Control Panel\Desktop\ HungAppTimeout设定超时时间)内没有退出的话，Windows会显示一个结束任务对话框用于询问用户是否结束这个任务。默认情况下将显示这个对话框并一直保持而不会自动关闭。对于控制台程序来说，基本情况类似，只不过Windows使用HKEY_CURRENT_USER\Control Panel\Desktop\ WaitToKillAppTimeout值来设置超时时间。
3）关闭系统进程
在关闭用户进程后，开始进入到关闭系统进程阶段，正常使用状态下无法结束的系统进程，如smss.exe，lsass.exe等将被终止。终止系统进程和终止用户进程略有不同，windows在终止系统进程的时候并不像终止用户进程那样，如果无法在规定时间内种植提示用户，则直接跳过这个进程，去执行下一个系统进程的终止操作。其中使用的超时时间和第2步使用的时间相同。
以上三点，被成为关机过程中的软保护，这样对于操作系统或第三方应用程序都能起到保护作用，如果强行关闭可能导致相关文件破坏等异常。
4）核心组件的退出和最后的关机工作
这一步被成为关机硬保护，winlogon.exe调用系统API函数NtShutdownSystem()或ZwShutdownSystem函数来命令系统执行windows核心组件的退出和最后的关机工作。例如：设备驱动在这个阶段里面完成一些驱动设定的特殊操作；也是在这个阶段，配置管理系统将被修改过的注册表数据会写道磁盘里面。等除了电源管理以后的全部子系统完成退出以后，电源管理完成最后的操作，如重启、关机等。
2、响应关机事件分析
不管是直接按机箱上的Power按钮，还是点击开始菜单->关闭计算机（注销、关机、重启），我们的应用程序都可以响应这类事件，那就是窗口消息 WM_QUERYENDSESSION和WM_ENDSESSION。
系统提供了一个常用的API实现系统的注销、关机和重启，它的声明为：
BOOL ExitWindowsEx(
UINT uFlags,
DWORD dwReason
);
参数uFlags可分为两类，之间可以用“|”合并：
1）. 关闭动作，有以下标志：EWX_LOGOFF（注销）、EWX_SHUTDOWN（关闭系统后不切断电源，即使主板支持ATX电源管理）、 EWX_POWEROFF（关机，关闭系统后切断电源，需主板支持）、EWX_REBOOT（重启）。
2）. 关闭强度，有以下标志：数值0（安全关闭，不使用该类标志时默认为该项）、EWX_FORCEIFHUNG（应用程序挂起一段时间后强行关闭）、 EWX_FORCE（强行关闭，不管应用程序有没有挂起）。
如果不使用关闭强度标志（EWX_FORCE或EWX_FORCEIFHUNG），关机是安全的，也就是说，在关机的软保护时，系统将给每个以桌面为顶级的窗口进程发送WM_QUERYENDSESSION消息。如果超过5000毫秒（可以通过修改注册表键值 HKEY_CURRENT_USER\Cont rol Panel\Desktop\ HungAppTimeout设定超时时间）仍未有WM_QUERYENDSESSION消息的返回，则弹出结束任务对话框用于询问用户是否结束这个任务。默认情况下将显示这个对话框并一直保持而不会自动关闭；如果设置了自动结束任务（HKEY_CURRENT_USER\Cont rol Panel\Desktop\AutoEndTasks键值改为1），那么超时（HungAppTimeout）后仍未有 WM_QUERYENDSESSION消息的返回值时，不再显示结束任务对话框而直接结束这个挂起的任务。如果多个进程响应了 WM_QUERYENDSESSION并挂起（如记事本弹出询问是否保存的消息框），那么系统对于每个进程是串行处理的，即等待第一个挂起的进程响应 WM_QUERYENDSESSION并返回后（立即发送WM_ENDSESSION通知同一窗口用户的选择<是否确认关闭>），再给下一个进程发送WM_QUERYENDSESSION并等待挂起超时。
4、如何快速关机
通过前面关机过程的描述，我们可以知道关机过程是经过一个一个阶段逐步完成，某一步出错都有可能导致关机失败，前3个步骤时关机过程中最耗时间的一段，常见的关机问题都是由这3个步骤引起。
经常听到快速关机，或者是关机优化软件，那么它们到底怎么是实现的，有没有用呢？
1）在关机原理里提到两个注册表键值，对应相关程序的超时响应时间，我们可以修改减小这两个键值，HKEY_CURRENT_USER\Control Panel\Desktop\ HungAppTimeout和HKEY_CURRENT_USER\Control Panel\Desktop\ WaitToKillAppTimeout，这确实是有效的，如前面所述，原因在于前一键值设定的是用户进程自动退出的超时时间，后一键值设定的是控制台程序自动退出的超时时间。减小这两个键值会加快用户和控制台进程的退出速度，从而加快关机速度。
2）经典的关机技巧
用ctrl健配合任务管理器快速关机，即可在一两秒内立即断电关机，实际上原理是这个关机过程跳过了前三个步骤，直接进入第4步，这样带来的风险就是您的应用程序数据可能丢失，操作系统文件也可能被破坏进不了系统。那些所谓的快速关机软件，就是这样直接调用ntdll.dll中的 ZwShutdownSystem()实现的。实际上，正常来说，windows关机速度变慢的多数问题在于关机前用户使用的程序过多，或者是执行关机前没有退出一些大型的软件，或者一些软件自身的退出管理存在问题，从而造成了关机的延迟，因此加快关机速度，正确的做法是减少应用程序对关机过程的影响，如在关机前尽量关闭用户程序，尽量不要再电脑处于忙的状态时关机。
我们来了解下实现断电关机的代码：
const int SE_SHUTDOWN_PRIVILEGE = 0x13;
typedef int (__stdcall *PFN_RtlAdjustPrivilege)( INT, BOOL, BOOL, INT*);
typedef int (__stdcall *PFN_ZwShutdownSystem)(INT);
HMODULE hModule = ::LoadLibrary(_T("ntdll.dll"));
if( hModule != NULL)
{
PFN_RtlAdjustPrivilege pfnRtl = (PFN_RtlAdjustPrivilege)GetProcAddress( hModule, "RtlAdjustPrivilege");
PFN_ZwShutdownSystem pfnShutdown = (PFN_ZwShutdownSystem)GetProcAddress( hModule,"ZwShutdownSystem");
if( pfnRtl != NULL &pfnShutdown != NULL )
{
int en = 0;
int nRet= pfnRtl( SE_SHUTDOWN_PRIVILEGE, TRUE, TRUE, &en);
if( nRet == 0x0C000007C )
nRet = pfnRtl(SE_SHUTDOWN_PRIVILEGE, TRUE, FALSE, &en);
//SH_SHUTDOWN = 0;
//SH_RESTART = 1;
//SH_POWEROFF = 2;
const int SH_POWEROFF = 2;
nRet = pfnShutdown(POWEROFF);
}
}
3、无法关机调试实例
http://blogs.msdn.com/ntdebugging/archive/2009/11/09/system-won-t-power-down.aspx
这篇文章详介绍了关机原理，和一个系统无法关机的调试实例，调试过程很值得学习。
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