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Windows GUI 프로그램은 잘 알다시피 메시지로 운영체제와 의사소통을 하는 게 핵심이다. “이 창은 응답이 없음. 프로그램을 강제 종료할까요?”라고 판단을 하는 기준은 바로 n초 이상 GetMessage/PeekMessage 함수를 호출하지 않는 프로그램이다.

CreateWindowEx로 창을 하나 만든 뒤 메시지 loop은 GetMessage로 메시지를 받아서 그걸 DispatchMessage로 넘겨 주기를 반복하는 형태이다.
비록 메시지를 윈도우 프로시저로 전달하는 함수로는 CallWindowProc도 있겠지만, Dispatch는 타이머 메시지를 윈도우 프로시저 대신 lParam에 지정된 타이머 프로시저로 직통 전달하는 일까지 한다. 즉, 하는 일의 범위가 더 넓다. 그리고 Call은 메시지 큐를 처리하는 게 아니라 윈도우 프로시저의 서브클래싱용으로 쓰라고 있는 물건이다.

메시지를 Dispatch하기 전에 보통은 translation이라고 불리는 전처리 과정이 필요하다. TranslateMessage 함수가 그 일을 하는데, 키보드 WM_(SYS)KEYDOWN / WM_(SYS)KEYUP 메시지로부터 WM_(SYS)CHAR 메시지를 추가로 생성해 준다. 현재 설정되어 있는 키보드 드라이버의 정보를 토대로 가상 키코드를 해석하여, 그 키가 나타내는 입력 문자를 알려 준다는 뜻이다. 유럽 문자를 입력할 때 쓰이는 dead key를 처리하는 것도 translator의 몫이다.

이때 새로 생성된 메시지는 이 윈도우를 구동하는 스레드의 메시지 큐에 추가로 예약되어서 다음번 GetMessage 함수 호출 때 걸려 나온다. 인자로 전달된 MSG 구조체의 내용이 지금 당장 바뀌지는 않는다. 사실, 문자를 입력받는 윈도우가 아니라면 translation은 꼭 필요하지는 않은지도 모르겠다.

그런데 메시지를 굳이 윈도우 프로시저로 dispatch하기 전에, 응용 프로그램이나 다른 API 함수가 곧장 메시지를 가로채야 하는 경우는 굉장히 많이 있다. 액셀러레이터 단축키를 처리하는 TranslateAccelerator, 그리고 Ctrl+F6 같은 MDI 공용 단축키를 처리하는 TranslateMDISysAccel이 그 예이다.
TranslateMessage는 그런 관문들을 모두 통과한 메시지가 dispatch 직전에 최종적으로 거치는 관문일 뿐이다.

이런 절차가 한둘이 아니기 때문에 MFC의 CWnd 클래스는 그런 코드를 적절히 넣으라고 PreTranslateMessage라는 가상 함수까지 마련해 놓았다. 이 함수에서 키보드 메시지를 조작하여 엔터가 눌려도 대화상자가 종료되지 않게 하는 것 정도는 프로그래밍 초보 시절에 다들 해 보았을 것이다. 그러고 보니 이렇게 dispatch 전단계에서 조작하는 메시지는 다들 키보드 관련 메시지인 경우가 많다.

그리고 이런 식으로 전용 함수를 통해 미리 처리되는 또 다른 대표적인 메시지들은 바로.. 대화상자 관련 메시지들이다.
이걸 담당하는 물건으로는 IsDialogMessage라는 함수가 있다.

물론, MFC의 경우 저 함수를 포함해 위에서 언급한 각종 전처리, translation을 이미 알아서 전부 호출하며 메시지 loop과 심지어 WinMain 함수까지 몽땅 라이브러리 내부에다 짱박아 뒀기 때문에 MFC를 사용하는 프로그램이라면 자신이 직접 그런 함수를 또 호출해야 할 일은 거의 없을 것이다.
그러나 운영체제와 응용 프로그램 사이에 어떤 메커니즘으로 통신이 오가는지 알고는 있을 필요가 있다.

대화상자 안에서 사용자가 tab 키를 눌렀을 때 컨트롤들의 포커스가 바뀌는 것, Alt+알파벳을 눌렀을 때 특정 컨트롤로 바로 이동하는 것, 엔터를 눌렀을 때 '확인' 종료가 되고 ESC를 눌렀을 때 '취소' 종료가 되는 것 따위는 대화상자의 윈도우 프로시저의 관할이 아니다. 윈도우 프로시저가 메시지를 받기 전에 저 IsDialogMessage 함수가 일찌감치 처리한다. 심지어 default 버튼의 테두리를 굵게 칠하는 것조차도 저 함수가 담당한다.
물론 그런 전처리는 대화상자가 독단적으로 하는 게 아니라 자기 아래의 컨트롤에게 WM_GETDLGCODE 메시지를 보내서 컨트롤이 원하는 키보드 처리 양상에 대해서 물어는 보고서 한다.

DialogBox 함수로 modal 대화상자를 만들었다면야 그 함수가 자체적으로 메시지 loop을 돌면서 이런 처리를 모두 알아서 해 준다. 그러나 문제는 modeless 대화상자이다. modeless 대화상자는 그 창을 만든 응용 프로그램의 main 메시지 loop를 같이 쓰면서 돌아가기 때문에 그 loop에서 IsDialogMessage 함수를 호출하는 로직이 추가되어야 한다.

대화상자에서 엔터 키가 들어왔을 때의 동작에 대해서는 살짝 주의할 점이 있다.
일반 버튼은 자체적으로 엔터 키를 처리한다. 그래서 다른 모든 컨트롤들을 사용 중일 때 엔터를 누르면 '확인' 버튼이 눌러진 것으로 처리되고 대화상자가 곧장 종료되지만, '취소'나 '적용' 같은 다른 버튼에 키보드 포커스가 가 있을 때 엔터를 누르면 해당 버튼이 눌러진 것으로 처리된다.

즉, 엔터는 space와 사실상 동일하게 처리된다. 차이가 있다면 space는 key down 시점 때는 버튼이 눌러진 모습만 표시되고 key up 시점일 때 명령이 먹히는 반면, 엔터는 key down 때 곧바로 먹힌다는 것이 전부이다.
다만, 대화상자 안에 또 대화상자가 자식 윈도우로 생성되었고 자식 대화상자 안에 있는 버튼을 space가 아닌 엔터 키로 눌렀을 경우,

WM_COMMAND+BN_CLICKED 메시지는 자식 대화상자의 윈도우 프로시저로 전달되는 게 아니라 겉의 최상위 대화상자의 윈도우 프로시저로 전달된다.
그래서 그 버튼을 엔터 키로 누른 동작은 일반적으로 제대로 인식되지 않거나 최악의 경우 오동작--부모 대화상자와 자식 대화상자에 우연히 ID값이 같은 버튼이 공존한다면!--까지 하게 된다.

왜 그렇게 동작하는지 정확한 이유는 난 모르겠다.
물론, 일반적으로 엔터를 눌러서 대화상자를 닫는 메시지 자체는 자식 대화상자가 아니라 최상위 대화상자에다가 전달되는 게 개념상 올바르다.
하지만 그런 default 버튼이 아니라 일반 버튼을 엔터 키로 누르는 동작까지 왜 엉뚱한 곳으로 가는 걸까?

대화상자 안에 또 대화상자를 만드는 건 운영체제가 제공하는 프로퍼티 시트가 대표적인 예인데 그건 운영체제가 알아서 버튼의 처리를 잘 해 주는 듯하다. <날개셋> 타자연습 같은 프로그램에서 탭 안에 있는 버튼을 엔터로 눌러 보면 잘 안식된다.

그러나 자체적으로 자식 대화상자들을 표시하는 <날개셋> 한글 입력기의 제어판, 그리고 VMware, 반디집, EditPlus 등의 유수의 소프트웨어들이 제공하는 종합 설정 대화상자들을 살펴보면, 자식 대화상자 안의 버튼은 space만 인식되지 엔터 키로 인식되지 않는 걸 알 수 있다. (아래 그림에서 왼쪽)
단, Microsoft Visual Studio는 예외. '도구-옵션' 대화상자의 내부에 표시된 자식 대화상자들의 버튼은 엔터 키로 잘 인식된다. (아래 그림에서 오른쪽) 치명적인 버그 같은 부류는 아니지만 운영체제의 특성 때문에 발생하는 좀 이상한 면모라 하겠다.

사용자 삽입 이미지사용자 삽입 이미지
WM_COMMAND+BN_CLICKED 메시지는 lParam으로 이 메시지를 보낸 컨트롤의 윈도우 핸들을 친절하게 일일이 알려 준다.
그렇기 때문에 그런 버튼을 누르는 걸 인식하려면, 최상위 대화상자의 윈도우 프로시저에서 lParam을 검사하여 이것이 자식 대화상자가 아니라 내 대화상자의 버튼이 보낸 메시지가 맞는지를 확인해야 한다. 아니라면 그 버튼의 진짜 부모 윈도우--GetParent 함수로 확인--에다가 메시지를 도로 보내 버리면 된다.

Visual Studio의 옵션 대화상자도 Spy++로 동작을 확인해 보면, WM_COMMAND+BN_CLICKED 메시지가 두 번 가는 걸 보니 그런 식으로 동작하는 듯하다.

Posted by 사무엘

2013/11/22 08:36 2013/11/22 08:36
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1. 클립보드 개론

과거에 Windows 3.x 시절에는 '클립보드 표시기'(clipbrd.exe)라는 프로그램이 있었다. 95/98 시절에도 있다가(16비트 바이너리 형태 그대로) 운영체제가 NT 계열로 바뀌면서 완전히 역사 속으로 사라진 듯하다.
그러나 지금도 그런 부류의 액세서리 프로그램이 있으면 좋겠다는 생각을 개인적으로 가끔은 한다. 번거롭게 여타 프로그램을 띄워서 '붙이기' 명령을 내리지 않고도 클립보드에 지금 무엇이 들어있는지를 확인할 수 있기 때문이다.

사실, 제3자가 개발한 클립보드 표시/관리 유틸리티는 당연히 존재한다. 이런 프로그램은 단순히 클립보드 표시 기능뿐만 아니라 클립보드 내용을 파일로 저장하거나 불러올 수도 있고, 지금 MS Office 프로그램들이 그러는 것처럼 여러 개의 클립보드 데이터를 관리하는 기능도 있어서 잘만 활용하면 대단히 편리하다.

기술적으로 봤을 때 클립보드는 여러 프로그램들이 한데 공유할 수 있는 메모리 핸들의 집합이다.
0과 1의 나열일 뿐인 데이터가 텍스트인지 이미지인지 포맷을 식별하는 정수값이 있고, 그 포맷 식별자와 메모리 핸들이 한데 대응하여 튜플을 이룬다.

클립보드에는 여러 종류의 데이터가 동시에 공존할 수 있다. 그래서 워드 프로세서라면 자신만의 고유한 포맷을 등록해서 자신이 만든 모든 정보가 완전히 보존되어 있는 데이터를 놔 둬야겠지만(예를 들어, 이 데이터가 일반 블록이 아니라 칼럼 블록이라는 표시도..), 같은 데이터에 대해서 메모장 같은 프로그램에서도 최소한 텍스트라도 붙여 넣을 수 있게 표준 텍스트 포맷으로도 데이터를 보관해 줘야 한다.

클립보드로부터 데이터를 가져오거나, 거기에다 내 데이터를 저장하려면 먼저 OpenClipbaord 함수를 호출해서 클립보드를 열면 된다. 이 함수가 왜 윈도우 핸들(HWND)을 인자로 받는지는 잘 모르겠다. 클립보드의 사용이 끝난 뒤엔 CloseClipboard를 하면 된다.

클립보드 API는 한 순간에 시스템 전체를 통틀어 단 한 프로그램/스레드만 클립보드에 접근하는 걸 가정하고 만들어졌다. 그래서 딱히 OpenClipboard 함수가 무슨 다른 핸들 같은 걸 되돌리지는 않는다.

2. 클립보드를 위한 메모리 할당 함수

클립보드에다 데이터를 지정하거나 가져오는 건 Set/GetClipboardData 함수로 하면 된다. 이때 주고받는 핸들은 GlobalAlloc 함수를 이용하여 특수하게 할당된 메모리이다.
클립보드 API는 구시대 16비트 Windows 시절의 디자인을 그대로 답습하고 있는 게 많다. 클립보드는 지금 같은 memory mapped file이나 가상 메모리 같은 게 없던 시절부터 존재했다. 그때는 운영체제에 global heap과 local heap이라는 두 종류의 메모리가 존재했고, 클립보드는 응당 global heap의 영역에 존재했다.

운영체제의 heap 함수는 고정된 메모리 주소에다 공간을 바로 할당시킬 수도 있고, 할당은 하되 당장 그 메모리를 사용하지 않을 경우 실제 위치를 운영체제가 재량껏 재배치도 하다가 응용 프로그램이 실제로 잠깐 사용을 할 때만 메모리를 고정시키는 '유동적인' 방식으로 할당할 수도 있다.

메모리를 사용하는 프로그래머의 입장에서는 무척 번거로운 일이지만, 당장 사용하지 않는 메모리를 운영체제가 필요에 따라 재배치 가능하게 할당해 놓으면, 아무래도 PC의 절대적인 메모리 공간이 충분치 않을 때 메모리의 단편화를 예방할 수 있어서 효율적이다. API 자체가 그렇게 헝그리 정신과 상호 협력 이념을 염두에 두고 설계돼 있다는 뜻이다.

GlobalAlloc 함수에는 메모리를 할당할 때 클립보드/OLE 공유가 가능하게 하는 GMEM_DDESHARE 같은 여러 플래그를 줄 수 있다. 이게 어찌 보면 16비트 시절의 VirtualAlloc 함수 같기도 하다. 하지만 32비트로 오면서 GlobalAlloc 함수의 잡다한 플래그들은 다 legacy 잉여로 전락했고, 메모리를 유동적으로 할당할지/고정적으로 할당할지, 그리고 할당된 메모리를 0으로 초기화도 할지를 설정하는 플래그만이 현재 유효하다.

이 함수는 이제 클립보드 복사나 OLE drag & drop 기능을 구현할 때밖에 쓸 일이 없다. 아니면 아주 특수한 상황에서 프로세스의 기본 heap에 의존하지 않고 메모리를 할당할 일이 있을 때나 쓰든가.
32비트 이후부터는 global heap과 local heap의 구분도 없고, 또 이 함수로 개당 몇십 바이트짜리 연결 리스트의 노드를 일일이 저장한다거나 하는 건 바보짓이다.

3. 클립보드 표시기 만들기

일반적으로는 클립보드에 접근해서 데이터를 읽고 쓰고, 클립보드를 비우는 것만 알면 된다.
그것보다 조금 더 고급으로 나가면 나만의 클립보드 포맷을 등록하고 다양한 클립보드 포맷을 조회하는 조작까지 필요해진다.
그 다음으로 클립보드와 관련된 가장 복잡한 조작은 바로, 클립보드 내용이 바뀌었을 때 통지를 실시간으로 받겠다고 운영체제에다 요청하고 실제로 그런 일이 일어났을 때 각종 뒷처리를 하는 일이다.

이렇게 클립보드의 변경 내역을 통지받는 프로그램을 개념적으로 '클립보드 표시기(viewer)'라고 부른다. 모든 프로그램들이 사용자가 누르는 Ctrl+C/X에 관심이 있는 게 아니니, 클립보드 변경 내역은 특별히 요청을 한 프로그램에게만 알려 주는 것이다. 통지가 오는 형태는 메시지이기 때문에, 클립보드 표시기는 응당 윈도우를 생성하고 메시지 loop을 돌고 있어야 한다.

자신(윈도우)을 클립보드 표시기로 등록하려면, WM_CREATE나 WM_INITDIALOG 같은 초기화 메시지에서 SetClipboardViewer 함수를 호출하여 자신의 핸들값을 전달하면 된다.
그러면 그 뒤부터는 어떤 프로그램에서든 클립보드의 내용을 건드린 뒤 CloseClipboard 함수를 호출해 주면, 내 창으로 WM_DRAWCLIPBOARD 메시지가 날아온다. 그럼 내 프로그램은 그때 클립보드 내용을 들여다보면서 적절한 출력을 해 주면 된다.

그런데 문제는 이게 전부가 아니라는 것이다.
클립보드 표시기 API는 엄청난 구시대 스타일로 굉장히 구리게 설계되어 있다. Windows API를 통틀어서 이 정도로 지저분한 물건은 흔치 않을 것 같다.

클립보드 변경 통지 요청을 한 윈도우는 우리 프로그램뿐만이 아니라 여러 개가 동시에 있을 수 있다. 그러니 운영체제는 그 윈도우들의 목록을 내부적으로 관리해야겠지만, 각각의 윈도우의 입장에서야 나 말고 다른 윈도우가 무엇이 있든 말든, 나만 통지를 곱게 받고 끝이어야 정상일 것이다.
그런데 클립보드 표시기 관련 API들은 그렇지 않다. 클립보드 표시기로 등록된 창들은 일종의 단방향 연결 리스트의 형태로 관리되는데, 운영체제는 그 리스트의 head 노드만을 갖고 있다. 그 뒤 나의 다음으로는 무슨 창이 있는지 관리를 해당 응용 프로그램이 직접 해야만 한다.. -_-;;;

SetClipboardViewer 함수는 인자로 받은 윈도우를 연결 리스트의 맨 앞 head 노드로 등록한 뒤, 예전에 head였던 윈도우 핸들을 되돌린다. 우리는 그 값을 반드시 따로 보관해 둬야 한다.

hwndNextCBViewer = SetClipboardViewer(hMyWindow);

그리고 내가 WM_DRAWCLIPBOARD 메시지를 받았다면, 우리는 자체 처리를 마친 뒤에 그 메시지를 저 창에다가 수동으로 전해 줘야 한다.

if(hwndNextCBViewer) SendMessage(hwndNextCBViewer, uMsg, wParam, lParam);
(uMsg는 어차피 WM_DRAWCLIPBOARD이고, wParam과 lParam은 쓰이지 않기 때문에 값이 모두 0임)

메시지를 DefWindowProc로 넘긴다 해도 이 일을 운영체제가 알아서 해 주지 않는다. 우리가 저렇게 메시지를 안 보내 주면 다음 클립보드 표시기들은 클립보드의 변경 내역을 전달받지 못하게 되어 동작이 죄다 꼬이고 만다!

내가 제어를 운영체제로 신속하게 돌려 주지 않으면 운영체제 전체를 다운시킬 수 있던 협력형 멀티태스킹의 암울한 냄새가 물씬 풍긴다.
훅 프로시저는 CallNextHookEx를 반드시 호출해 줘야 하는 것과 같은 스타일이기도 하고 말이다.

내 윈도우가 없어질 때(WM_DESTROY) 클립보드 표시기 지정 해제도 당연히 수동으로 해야 하는데, 이때 사용하는 함수는 ChangeClipboardChain이다. 얘에다가 내 윈도우뿐만 아니라 처음에 SetClipboardViewer의 리턴값으로 받았던 나의 다음 노드 윈도우도 같이 전해 줘야 한다. 마치 옛날에 C++에서 소멸자 함수가 존재하는 객체들의 동적 배열을 delete []연산자로 해제할 때, 배열 원소의 개수를 수동으로 전해 줘야 했던 것만큼이나 번거롭다.

ChangeClipboardChain(hMyWindow, hwndNextCBViewer);

그러면 운영체제는 자신이 내부적으로 갖고 있는 연결 리스트의 head 노드에 속하는 윈도우에다 WM_CHANGECBCHAIN 메시지를 보낸다. wParam에는 해제되는 윈도우, lParam에는 그 해제되는 윈도우의 다음 노드 윈도우가 들어있다.

클립보드 표시기 윈도우는 이 메시지도 살펴봐서 만약 내가 갖고 있는 '다음 노드' 값이 등록 해제되는 윈도우(wParam - hwRemove)라면, 나의 '다음 노드' 값을 등록 해제되는 윈도우의 다음 윈도우(lParam - hwNext)로 업데이트하면 된다. 물론, 나 자신이 등록 해제되고 있다면 저런 메시지 따위는 오지 않고 말이다. 아래의 소스 코드를 참고하라.

void On_WM_CHANGECBCHAIN(HWND hwRemove, HWND hwNext)
{
    if(hwndNextCBViewer==hwRemove) hwndNextCBViewer=hwNext;
    else if(hwndNextCBViewer) SendMessage(hwndNextCBViewer, uMsg, wParam, lParam);
}

hwRemove가 나의 다음 윈도우에 해당한다면 다음 윈도우를 그 다음 것으로 업데이트하고 처리를 종결한다.
그렇지 않으면 아까 WM_DRAWCLIPBOARD를 포워딩했던 것처럼 동일 메시지를 다음 윈도우로 전달해 준다.

연결 리스트에서 어떤 노드를 삭제하기 위해서는 그 노드의 이전 노드가 가리키는 다음 노드를 고쳐 줘야 한다. 그러나 클립보드 표시기 chain은 이전 노드 정보가 존재하는 이중 연결 리스트가 아니라, 오로지 '다음' 노드 정보만이 존재하는 단일 연결 리스트이다.
그렇기 때문에 임의의 노드를 삭제하려면 이전 노드를 파악하기 위해 리스트를 처음부터 다 조회해야 하고, 결과적으로 시간 복잡도 O(n)에 해당하는 절차가 필요해진 것이다. 그것도 운영체제가 알아서 처리해 주는 게 아니라 응용 프로그램들이 다 협조해 줘야 하는 번거로운 형태이고 말이다.

요컨대 클립보드의 내용을 실시간으로 업데이트하여 표시하는 프로그램이라면 최소한 나의 다음 윈도우 정보는 보관해야 하며, WM_DRAWCLIPBOARD와 WM_CHANGECBCHAIN 메시지를 정석대로 처리해 줘야 한다. 내가 프로그램을 잘못 짜면 다른 프로그램의 동작까지 망칠 수가 있으니 이건 운영체제의 보안 관점에서도 굉장히 안 좋은 디자인이다..

운영체제가 달랑 갖고 있는 클립보드 표시기 chain의 head 노드 윈도우를 되돌리는 GetClipboardViewer라는 함수도 있다. 얘는 가장 마지막으로 SetClipboardViewer함수를 호출한 윈도우의 핸들을 되돌리는 셈인데, 이 윈도우로부터 다음 윈도우를 알 수 있는 것도 아니고(다음 윈도우 핸들은 각 창마다 고유한 방식으로 저장하고 있을 테니), 이 함수는 사실상 아무짝에도 쓸모가 없다.

나 같으면, 표시기 윈도우 리스트의 관리를 운영체제가 전적으로 알아서 해 주고 WM_CHANGECBCHAIN 처리를 할 필요가 없는 새로운 SetClipboardViewerEx 함수라도 만들 것 같다. 새로운 응용 프로그램은 더 깔끔한 새로운 API를 쓰라고 말이다. 서브클래싱만 해도 더 깔끔하게 하라고 Windows XP부터는 종전의 SetWindowLongPtr을 대체할 SetWindowSubclass 같은 함수가 새로 추가되지 않았던가.

(* 2017. 7. 14 추가)
그렇게 생각했는데, 최신 MSDN을 우연히 뒤져 보니 역시나 AddClipboardFormatListener라고 내가 생각하는 것과 개념상 정확히 동일한 함수가 Windows Vista에서부터 추가됐구나. 저건 클립보드 내용이 변경될 때마다 내 윈도우로 통지 메시지가 오게 하는 함수로, 예전 같은 번거로운 chain 관리가 필요하지 않다. 등록이 아닌 제거는 Add 대신 Remove로 시작한다. 게다가 실제로 변경된 포맷이 무엇인지도 GetUpdatedClipboardFormats라는 함수로 알아올 수 있다.

이 새로운 listener에 등록되고 나면 클립보드가 변경되었을 때 WM_CLIPBOARDUPDATE라는 메시지가 날아온다. 안 그래도 1024개밖에 안 되는 시스템 메시지 영역은 부족해서 난리일 텐데.. WPARAM, LPARAM 아무 용도가 없는 새로운 메시지를 굳이 추가할 필요가 있나 싶은 생각이 든다. 기존의 WM_DRAWCLIPBOARD도 인자가 전혀 쓰이지 않으며, 메시지를 받는 클라이언트의 입장에서는 용도가 정확하게 동일할 텐데 말이다. 뭐 확실한 구분을 위해서 메시지도 따로 만든 것이지 싶다.
아울러, GetClipboardSequenceNumber라는 함수도 있다. 얘는 클립보드 내용이 변경될 때마다 1씩 증가하는 시퀀스 번호를 되돌리며, Vista가 아니라 2000 시절부터 존재해 온 물건이다.

이걸로도 모자라서 나만의 클립보드 포맷을 등록하여 그 내용을 화면에다 어떻게 표시할지까지 시시콜콜하게 다 지정하는 규격도 Windows API에 있긴 하다. 거기까지 가면 실생활에서 쓰이는 일은 정말 거의 없다시피한 잉여이다.

Posted by 사무엘

2013/09/12 08:29 2013/09/12 08:29
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이제는 딱히 새삼스러울 것도 없지만, Windows용 응용 프로그램들의 현대화 수준을 나타내는 지표로는 다음과 같은 것들이 있다.

1. 유니코드: 완전 기본 필수. 시대가 어느 시댄데 시스템 로케일(로캘?)이 한국어로 지정되어 있지 않은 운영체제에서 한글 UI가 ?로 죄다 깨진다거나 한글로 된 파일을 인식하지 못하는 프로그램은 처지가 참으로 안습하다. 한글 로케일에서도 상용 한자 4888자 이외의 한자를 인식할 수 없는 프로그램이라면 역시 무효임.

2. 64비트: 프로그램이 혼자서만 동작하는 EXE라면 32비트만 있어도 큰 상관이 없겠지만, 여타 프로세스 내부에서 동작하는 DLL(셸 확장, 훅, IME, 드라이버 등등)이라면 64비트 바이너리가 반드시 있어야 한다.

3. 멀티코어: 빡세게 많은 작업을 하는 프로그램이라면 요즈음의 컴퓨터에서 CPU를 최대 겨우 10~20%대밖에 안 쓰는 비효율적인 형태로 동작해서는 안 된다. 여러 코어가 작업을 어떻게 분담할지를 염두에 두고 프로그램이 개발되어야 한다.

4. 사용자 계정 컨트롤: Program Files 디렉터리 밑에다 개념 없이 사용자 데이터를 써 넣지 말며, XP 이하 OS에서는 신경 쓸 필요가 없던 권한 부족 에러가 제대로 처리되어야 한다. 레지스트리나 디렉터리가 redirection되는 일 없이 동작해야 한다.

5. 고해상도: 이제는 고해상도 모니터가 많이 보급되면서 종래의 100dpi가 아닌 120dpi 정도를 쓰는 빈도가 증가하고 있다. 이런 환경에서도 UI 화면은 적당하게 확대되어 나오거나 차라리 시종일관 동일한 픽셀 크기로 나오지, 글자가 깨지거나 GUI 요소가 들쭉날쭉 뒤죽박죽으로 배치되는 일은 없어야 한다.

이런 이슈들 중, 본인은 현재 5번을 주목하고 있다.
사실, 화면의 논리적 해상도를 바꾸는 건 엄청 옛날에 Windows 9x 시절부터도 있었던 기능이다. 하지만 그 당시는 화면 해상도가 겨우 800*600이나 1024*768이 고작이었기 때문에, 안 그래도 화면이 작아 죽겠는데 배율을 더 키우는 기능은 사실상 전혀 필요하지 않았다.

그러니 이건 정말 누가 쓰나 싶은 잉여로 전락했고, 수많은 프로그램들은 운영체제에 그냥 표준 해상도인 96dpi밖에 존재하지 않는 걸로 가정한 채 각종 좌표들을 하드코딩한 채로 개발되었다.

그랬는데 요즘 컴퓨터의 모니터들은 가로 해상도가 1500을 넘어가고 세로 해상도가 1000을 넘어가니, 이제는 화면을 좀 더 큼직하게 써도 되는 시대가 도래했다. 컴퓨터의 성능과 직접적인 관계가 있는 메모리와 CPU뿐만 아니라, 이런 디스플레이 기술의 발전도 컴퓨터의 발전에 큰 기여를 했음이 분명하다.

이제는 아이패드 같은 모바일 태블릿 기기조차 화면 해상도가 2000*1500을 넘어서 있다. 그러나 기술 발전을 아주 점진적으로 경험하여 legacy의 역사가 긴 PC 환경에서는, 고해상도를 고려하지 않고 설계된 프로그램들에게 재앙이 시작되었다. 논리 해상도에 따라 자동으로 크기가 조절되는 요소(시스템 글꼴 크기, 그리고 대화상자 크기)와 그렇지 않은 요소가 뒤섞이면 GUI 외형이 개판이 될 수밖에 없다.

현재 화면의 논리적 해상도는 데스크톱 화면의 DC를 얻어 온 뒤 GetDeviceCaps(hDC, LOGPIXELSX)를 하면 구할 수 있다. X뿐만 아니라 Y도 존재하는데, X축 값과 Y축 값이 서로 달라지는 경우는 (사실상) 없다고 생각하면 된다. 일반 배율인 100%일 때의 리턴값은 96이고, 125%일 때는 120이 돌아온다..

Windows에서 화면 DPI의 변경은 완전히 on-the-fly로 자유롭게 되는 작업은 아닌지라, 운영체제 재시작이나 최소한 로그오프가 필요한 이벤트이다. 그래서 그런지 Windows Vista는 전무후무하게 화면 DPI 변경을 '관리자 권한이 필요한 작업'으로 규정했었으나, 그 규제가 7 이후부터는 풀렸다. 또한, XP 이하의 버전은 100% (96dpi)보다 작은 값으로 변경하는 것도 가능했지만, Vista 이래로 더 작은 값으로는 지정 가능하지 않게 바뀌었다.

본인이 개발하는 <날개셋> 한글 입력기의 경우, 보조 입력 도구들은 옛날에 급조하느라 각종 버튼들의 좌표가 하드코딩되어 있었다. 다음 7.0 버전부터는 고해상도일 때는 전반적인 외형도 그에 비례해서 더 큼직하게 나오게 바뀔 예정이다.

하지만 편집기는 논리적 해상도에 관계없이 글자가 언제나 무조건 16*16 고정된 픽셀 크기로만 출력되며, 이것은 쉽게 개선되기 어려운 약점이다. 글꼴 자체는 16*16 비트맵만 쓰는 게 불가피하더라도, 고해상도에서는 그 상태 그대로 글자를 살짝 확대해서 찍어 주는 기능이 필요할 것 같다. 물론 anti-aliasing을 적용해서 부드럽게 확대해서 말이다.

고해상도 환경은 아이콘을 관리하는 것도 무척 까다롭게 만들었다. Windows 95/NT4 이전에는 아이콘은 오로지 32*32 크기밖에 없었는데 나중에 16*16 작은 크기가 추가되었다. 요즘은 그것도 모자라서 20*20이나 24*24 크기도 쓰이고 있다. 그래서 한 아이콘은 여러 크기의 아이콘 이미지들의 family 내지 컬렉션처럼 되었다고 본인이 예전 글에서 언급한 적이 있다.
예전엔 고해상도 모드에서 그냥 화면 왜곡을 감수하고라도 16*16 아이콘을 살짝 확대해서 보여주는 걸로 때웠지만, 이젠 안 그러고 20*20 크기용 아이콘도 직접 만들어 넣어 주는 셈이다.

사실 FM대로라면 운영체제가 사용하는 표준 아이콘 크기도 매번 GetSystemMetrics(SM_CXICON) 같은 식으로 쿼리를 해서 써야 고해상도 환경에서도 유연하게 대비를 할 수 있을 것이다. 하지만 맨날 봐 온 게 32나 16 같은 고정된 크기여서 하드코딩된 값을 쓰다가 나중에 그 코드를 고쳐야 하게 되면 대략 정신이 난감해질 수밖에 없다. 그리고 이것도 X값과 Y값이 서로 달라지는 일이 과연 존재할지 궁금하다.

그런데 문제는 Windows API는 아이콘이 여전히 단일 불변 크기만 있을 거라는 사상을 전제로 하고 설계되어 있다는 점이다.
HICON 은 여전히 그냥 단일 크기에 해당하는 아이콘 하나만을 나타내는 핸들이다. 즉, 한 아이콘 컬렉션 전체를 나타내는 자료형이 아니다. 그래서 LoadIcon이나 DrawIcon 같은 함수를 보면 아이콘의 크기를 받는 인자가 전혀 존재하지 않으며, 이 한계를 보완하는 LoadImage와 DrawIconEx 함수가 나중에 뒤늦게 추가되었음을 알 수 있다.

하지만 draw 기능은 몰라도 load 기능은 리소스 ID를 지정해 주면 그 ID가 가리키는 모든 크기의 아이콘을 다 로딩하게 하는 게 간편하지 않겠나 싶다. 그래서 draw 명령을 내리면, 원하는 크기와 가장 가까운 크기를 운영체제가 알아서 골라서 출력해 주는 것이다.

API의 기능이 그렇게 설계되었다면 윈도우 클래스를 등록할 때도 WNDCLASS에 이어서 굳이 작은 아이콘 핸들 hIconSm이 추가된 WNDCLASSEX 구조체가 번거롭게 또 만들어질 필요가 없었을 것이다. 그리고 응용 프로그램들이 고해상도용 아이콘을 지원하기도 훨씬 더 쉬워졌을 것이다. LoadIcon은 그냥 표준 크기 아이콘을 로딩하는 것만 지원하고, LoadImage는 아이콘을 로딩할 때 크기를 사용자가 일일이 지정해 줘야 하니 둘 다 불편한 구석이 좀 있다.

여담이지만, 응용 프로그램이나 운영체제별로 자신들이 설정하는 논리적 해상도는 제각기 좀 차이가 있다.
과거 도스용 아래아한글은 16*16 픽셀에 대응하는 글자가 10포인트였다. 그러나 Windows는 96dpi가 표준 해상도이며, 여기서는 12포인트가 16*16 크기이다.
한편, 맥 OS는 12포인트의 픽셀수가 Windows나 아래아한글보다 더 작다. 다시 맥 OS로 부팅해서 살펴보면 구체적인 비율을 알 수 있지만, 지금은 귀찮아서 생략.

이런 미묘한 문화 차이를 보면, FreeType API에서 FT_Set_Char_Size 함수에 굳이 상대 해상도 dpi값까지 인자로 받는 이유를 얼추 짐작할 수 있을 것이다. 번거롭지만 그런 것까지 다 수용할 수 있는 계층을 제공하기 위해서이다.

Posted by 사무엘

2013/06/20 19:19 2013/06/20 19:19
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요즘은 컴퓨터의 인터넷 접근성이 워낙 좋아져서 응용 프로그램의 도움말은 그냥 개발사의 웹페이지에 기재된 문서 링크를 여는 걸로 대체하는 경우가 많다. 그러나 사용자의 컴퓨터에 직접 저장되어 있는 형태의 도움말 시스템도 여전히 필요하며 수요가 있다.

Windows가 98 시절부터 도입한 CHM, 즉 HTML 도움말은 여러 HTML 문서와 그림들을 한 파일로 묶어서 단일 컬렉션 파일을 만들 수 있다. 그렇기 때문에 소프트웨어의 도움말뿐만이 아니라 웹 문서 아카이브로도 활용할 수 있고 대단히 유용하다. 그 잠재적 유용성에 비해서 MS가 이 기술을 너무 홀대하고 있다는 생각이 든다.

평소에야 HtmlHelp 함수를 호출할 때 부모 윈도우의 핸들로 내 창을 넘겨 주면 알아서 도움말 창이 잘 생성된다. 그런데 내 프로그램은 별도로 창을 만들지 않으면서 HTML 도움말만 띄우고 싶으면 어떻게 하면 좋을까?
가령, 프로그램을 /?라는 인자를 주고 실행하면 옵션 사용법 도움말만 HTML 도움말 형태로 나온 뒤 프로그램을 바로 종료하게 하고 싶을 때 말이다.

일단, 운영체제는 HH.EXE라고 간단히 HTML 도움말을 띄워 주는 껍데기 프로그램을 제공하며, CHM 확장자는 기본적으로 이 프로그램에 연결되어 있다. 그렇기 때문에 ShellExecute 함수로 내 도움말 파일을 "open" 구동을 하면 도움말이 바로 뜨긴 한다.

그러나 이 방식은 도움말을 띄우는 것 자체 말고는 도움말 창에 대해서 그 어떤 제어도 할 수 없다. 가령, index.htm 같은 기본 시작 화면이 아니라 도움말 파일 내부에 있는 특정 문서를 바로 열게 하고 싶으면 도움말을 열지 말고 HH.EXE를 열고, 옵션에다가 xxxx.chm::/yyyy.htm 같은 식으로, chm 파일과 내부의 문서 파일을 이어서 특이하게 줘야 한다.

또한, HH.EXE의 실행이 끝날 때까지 기다렸다가 다른 후속 처리를 하게 하려면 이 프로세스의 핸들을 얻어야 할 텐데, 그러려면 ShellExecute보다 사용하기가 훨씬 더 까다로운 CreateProcess를 써야 할 것이다.

사실, WinHlp32.exe로 구동되던 과거의 HLP 도움말과는 달리, HTML 도움말은 hhctrl.ocx라는 DLL을 통해 in-process로 구동된다는 큰 차이가 있다. 이 특성을 살려, 굳이 외부 껍데기 프로세스인 HH.EXE를 호출하지 않고 내 프로세스가 직접 HTML 도움말 창 하나만 띄웠다가 곱게 종료할 수는 없을까?

부모 윈도우에다가 NULL을 주고 그냥 HtmlHelp 함수만 호출한 뒤 프로그램을 종료해 버리면, 도움말 창이 한 0.1초가량 눈에 비쳤다가 곧바로 사라져 버린다.
이 함수는 도움말 창을 띄워 주는 CreateWindowEx 함수와 개념상 거의 같다고 생각하면 된다. 이 함수도 생성된 도움말 창의 핸들값을 되돌리며, 창을 만든 뒤에는 그 창을 실제로 동작하게 하는 message loop을 돌려 줘야 한다.

HWND hMyWnd=::HtmlHelp(NULL, _T("xxxx.chm"), 0, 0);
ASSERT(hMyWnd!=NULL);

MSG m;
while(::GetMessage(&m,NULL,0,0)>0) {
    ::TranslateMessage(&m); ::DispatchMessage(&m);
}

이렇게 하면 도움말 창이 나타나긴 하나..
이번엔 도움말 창을 닫아도 프로그램이 종료되지 않고 '작업 관리자'에 내 프로세스가 언제까지나 표시되어 보인다는 문제가 발생한다.

내가 직접 창을 띄우고 윈도우 클래스를 등록하고 윈도우 프로시저를 구현하였다면, WM_DESTROY 메시지에서 응당 PostQuitMessage 함수를 호출해 줘서 GetMessage가 while문을 종료하게 했을 것이다.
그러나 도움말 창은 일반적으로 닫는다고 해서 응용 프로그램을 종료시키는 용도로 쓰는 물건이 아니다. 그래서 도움말 창만 단독으로 띄울 때 이런 문제가 생기는 것이다.

HTML 도움말 창이 없어질 때 프로그램도 정상적으로 종료되게 하는 방법은 크게 두 가지이다.
첫째는, 도움말 창이 WM_DESTROY 메시지를 받는 시점을 우리 프로그램이 잡아내어 그때 인위로 PostQuitMessage 함수를 호출하는 것이다. 훅킹(SetWindowsHookEx) 또는 서브클래싱(SetWindowLongPtr)을 생각할 수 있는데, 훅킹까지 쓰는 건 너무 오버인 것 같고, 내 경험상 이럴 때는 WM_DESTROY에 대해서 추가 처리만 살짝 해 주는 서브클래싱이 무난하다.

일반적으로 서브클래싱은 대화상자 안에 있는 각종 자식 컨트롤들의 동작을 미묘하게 바꾸기 위해서 하는데, 이렇게 큼직한 프레임 윈도우도 서브클래싱이 가능하다. 뭐, 서브클래싱을 쓰든 훅킹을 쓰든 어쨌든 콜백 함수를 정의해 줘야 하고 콜백 함수에게 context를 제공하기 위한 전역 변수나 TLS 슬롯이 필요하니 일이 여러 모로 복잡해진다.

다음 둘째는 첫째보다 더 정석적인 방법이다.
사실은 HTML 도움말 시스템 자체에, 도움말 창이 종료될 때 WM_QUIT 메시지를 보내게 하는 옵션이 있다. 딱 한 번만 옵션을 지정해 주고 나면 뒤끝 없이 OK이고 훅킹이고 뭐고 같은 지저분한 루틴이 없으니 아주 좋다. 그러나 옵션을 지정해 주는 방법이 생각보다 굉장히 지저분하다. API가 좀 구리게 설계되었다.

HH_WINTYPE hwt, *pwt=NULL;
::HtmlHelp(NULL, _T("xxxx.chm>main"), HH_GET_WIN_TYPE, (DWORD_PTR)&pwt);
if(pwt) {
    hwt=*pwt;
    hwt.fsValidMembers=HHWIN_PARAM_PROPERTIES;
    hwt.fsWinProperties=pwt->fsWinProperties|HHWIN_PROP_POST_QUIT;
    ::HtmlHelp(NULL, NULL, HH_SET_WIN_TYPE, (DWORD_PTR)&hwt);
}

이미 도움말 창이 떠 있는 상태에서 HtmlHelp 함수를 또 호출한다. 그런데, 도움말 창에 대한 정보를 얻기 위해서 창 핸들을 넘기는 게 아니라 또 도움말 파일을 길게 지정하고(중복 과잉 정보 공급), 그 뒤에 창의 내부 이름을 지정해 줘야 한다. 창의 내부 이름은 그 도움말 파일을 만든 사람이 지정해 준 명칭이다(저 예에서는 main).

핵심은 property에다가 HHWIN_PROP_POST_QUIT라는 속성을 추가로 지정해 주는 것이다. 이 상수는 불행히도 MSDN에 제대로 문서화도 돼 있지 않은 완전 잉여이다. 덕분에 이 명칭으로 구글링을 해도 수 페이지에 걸쳐서 이 이름의 값이 선언된 헤더 파일만 잔뜩 걸려 나올 뿐, 더 자세한 설명은 사실상 존재하지 않는다. HTML 도움말을 이런 식으로 깊숙하게(?) 다룰 생각을 하는 사람도 없을 테고 말이다.

나도 htmlhelp.h 파일을 뒤지다가 이걸 정말 우연히 발견했다. 그래도 이걸 써 주니 도움말 창을 닫을 때 프로그램이 바로 종료되게 할 수 있었다. Windows 98부터 8까지 다 잘 동작한다. HTML 도움말을 만든 개발팀에서 이 도움말 창만 단독으로 뜨는 상황도 생각을 안 한 건 아니었던 것이다.

공용 컨트롤을 다루면서 LVITEM 같은 구조체를 다룬 경험이 있는 분이라면, 저건 API 설계가 좀 특이하다는 걸 알 수 있을 것이다. 보통은 구조체를 선언하고, 구조체의 크기(t.cbSize=sizeof(t))와 얻고 싶은 정보를 나타내는 비트 플래그를 지정한 뒤, 구조체의 주소를(&t) get 함수에다 넘겨 준다.

그런데 HtmlHelp의 GetWinType는 아예 내부 포인터를 받게 돼 있다.
그리고 내가 지정하는 값은 property밖에 없음에도 불구하고 set을 할 때 일단은 구조체의 모든 멤버들의 값을 넘겨 줘야 한다(hwt=*pwt). 안 그러니까 프로그램이 에러가 나더라. 여러 모로 형태가 이상하다.

사실, HTML 도움말에는 저런 옵션을 지정할 필요가 없이 부모 윈도우에다가 여러 이벤트를 알려 주는 기능이 있다. 도움말 창이 처음으로 뜰 때(HHN_WINDOW_CREATE), 각종 페이지 이동 버튼을 누를 때(HHN_TRACK), 어떤 페이지를 성공적으로 열었을 때(HHN_NAVCOMPLETE) 이렇게 세 개가 정의되어 있는데, 사용자가 X 버튼을 눌러서 도움말 창이 소멸하는 시점을 알려 주는 기능이 없는 것은 개인적으로 굉장히 뜻밖이다. 왜 정작 필요한 이벤트는 없는 걸까? 본인이 개인적으로 가장 직관적으로 생각한 형태는 이런 것이었는데 말이다. 물론, 메시지를 받으려면 나도 윈도우를 하나 만들어야 하는 번거로움이 있긴 하지만 말이다.

EXE의 형태로 독립적으로 돌아가는 응용 프로그램이 아니라 DLL 형태인 IME들도 도움말을 표시하는 기능이 있다. 그러나 IME들은 안정성이나 키보드 포커스 같은 이유로 인해, 또 다른 DLL을 주입시키는 HtmlHelp 함수를 호출하는 게 아니라 앞서 소개했던 HH.EXE 프로세스를 수동으로 띄우는 원시적인 방식을 사용한다.
그래서 도움말 명령을 여러 번 내리면 도움말 창이 한도 끝도 없이 여러 개 생기며, IME를 사용하는 응용 프로그램을 종료하더라도 도움말 창은 같이 없어지지 않는다. Microsoft가 제공하는 기본 한중일 3개 국어 IME들이 모두 그렇게 동작하며, <날개셋> 한글 입력기 역시 외부 모듈은 그 관행을 따르고 있다.

본인을 포함해 HTML 도움말을 사용하는 많은 개발자들이 잊고 사는 사항인데, HTML 도움말도 원래는 사용 전에 초기화가 필요하다. HH_INITIALIZE 및 HH_UNINITIALIZE를 해 줘야 하고, 심지어는 message loop에다가도 원래는 HH_PRETRANSLATEMESSAGE를 해 줘야 한다. 하지만 현실적으로 그런 것까지 신경 쓰는 프로그램은 거의 없다. in-process 형태인 대신에 WinHelp 시절보다 번거로운 게 많아졌으며, IME의 경우 그런 것을 응용 프로그램에서 다 기대할 수 없으니 도움말을 외부 프로세스 형태로 실행해 주는 게 실제로 더 안전할지도 모르겠다.

HTML 도움말은 다형성을 지닌 인자에다가 typecasting을 하면서 여러 명령을 전달한다는 점, 초기화 및 해제가 필요하고 state를 지닌 변수가 존재한다는 점 등으로 인해 나름 클래스 라이브러리로 만들기에 적절한 면모가 있다. 물론 이 클래스의 인스턴스는 딱 단일체(singleton) 형태로만 존재해도 충분할 테고. 앞서 언급했던 자체 message loop을 도는 기능 역시 이 클래스의 멤버 함수로 추가해서 제공하는 것도 디자인 차원에서 생각해 볼 만하다.
이 글에서는 어쩌다 보니 HTML 도움말 하나만으로 일반적인 Windows 프로그래밍 이슈를 비롯해 다양한 이야기가 나왔다. ^^

Posted by 사무엘

2013/05/21 08:30 2013/05/21 08:30
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Windows 운영체제가 인식하는 실행 파일은 구조적으로 편의성의 상징인 GUI 프로그램과, 강력한 자동화의 상징인 콘솔(명령 프롬프트) 프로그램이라는 두 갈래로 나뉘어 있다. 이것은 SUBSYSTEM이라는 링커 옵션으로 지정 가능하다.

이 옵션이 콘솔로 되어 있으면 빌드 과정에서 링커는 C 라이브러리에서 main 함수를 찾아 호출하는 startup 코드를 연결하며, GUI로 지정되어 있으면 잘 알다시피 WinMain 을 호출하는 startup 코드를 연결한다. 해당 함수들은 물론 프로그래머가 따로 구현해 놓아야 한다.

어차피 GUI든 콘솔이든 EXE 파일이 제일 먼저 실행되는 지점은 실행 파일의 entry point에 지정된 주소이며 원래는 운영체제로부터 아무 인자도 전달되지 않는다. 그 대신, C 라이브러리가 GetModuleHandle, GetStartupInfo, GetCommandLine 등의 여러 기초적인 함수들을 먼저 호출하여 리턴값들을 WinMain에다가 전달해 줄 뿐이다.
콘솔 버전인 main도 마찬가지이다. 명령 옵션을 API 함수로 얻어 온 뒤, 그걸 C 라이브러리가 파싱하여 main에다가 argc와 argv의 형태로 전해 준다.

빌드 관점이 아닌 실제 실행의 관점에서 봐도, Windows는 콘솔 프로그램과 GUI 프로그램을 서로 약간 다른 방식으로 실행해 준다. 콘솔 프로그램의 경우 이미 명령창 같은 콘솔에서 실행되었다면 기존 콘솔을 자동으로 연결시키고, 프로그램이 탐색기 같은 GUI 환경에서 실행되어 콘솔이 없는 경우 “콘솔을 언제나 자동으로 생성”한다. 그 반면, GUI 프로그램에는 그런 조치를 취하지 않는다.

다만, 콘솔 프로그램이라고 해서 GUI 윈도우를 만들거나 메시지 loop을 돌지 말라는 법은 전혀 없으며, 반대로 GUI 프로그램도 추후에 자기만의 콘솔을 얼마든지 따로 생성해서 쓸 수 있다. 콘솔과 GUI를 적절한 혼용하면 유용한 경우가 의외로 매우 많다.

GUI 프로그램의 경우 디버깅 메시지를 찍기 위해 별도의 콘솔을 이용하는 것은 매우 흔한 테크닉이다. DOSBox가 대표적인 경우이다. 그리고 반대로 평소에는 명령창으로 문자열만을 취급하더라도, 가끔 그래프 같은 시각화된 결과물을 보여 줄 필요가 있을 때 제한적으로 GUI 윈도우를 생성하는 프로그램도 생각할 수 있다.

결국 GUI와 콘솔이 완벽하게 혼합된 프로그램이라면 이런 것도 가능해야 할 것이다.
프로그램을 아무 인자 없이 실행하거나, 또는 콘솔이 아닌 GUI 환경에서 실행하면 GUI가 나타난다. 반대로 콘솔에서 실행하거나 /? 같은 명령 옵션을 줘서 실행하면 콘솔로 메시지가 나타나고, 이미 콘솔이 있는 경우 그 콘솔을 사용한다. 압축 유틸리티 같은 게 이런 식으로 개발되어 있으면 아주 편리하지 않겠는가?

그런데 문제는 이 정도로 유연한 GUI/콘솔 하이브리드 프로그램을 만들기는 대단히 어려우며, 운영체제가 구조적으로 그런 것까지 고려하여 만들어지지는 않았다는 점이다. GUI와 콘솔 모두 2% 부족한 면모가 있다.

(1) 프로그램을 콘솔 방식으로 빌드하면, GUI 형태로 실행되어야 할 때에도 언제나 빈 콘솔창이 생겨 버린다. 프로그램이 실행되자마자 곧바로 API 함수를 호출하여 이 콘솔을 죽일 수는 있지만, 콘솔 창 같은 게 깜빡인 것이 사용자에게 그대로 드러나 보이기 때문에 이런 방식은 용납될 수 없다.

(2) 반대로 프로그램을 GUI 방식으로 빌드하면, 콘솔 환경에서 콘솔 형태로 실행되었을 때 기존 콘솔을 연결하는 방법이 없다. 콘솔 프로그램과는 달리 GUI 프로그램에서는 운영체제가 이것을 자동으로 해 주지 않는다. 콘솔에다 메시지를 찍는 것은 새로운 콘솔에다가만 가능하다. 기존 콘솔을 연결하는 AttachConsole이라는 함수가 차후에 추가되기는 했지만 방법이 완전하지 않다.

결국, 어느 방식을 선택하더라도 문제가 완전히 없을 수가 없다. 콘솔창을 필요할 때만 생성하면서 콘솔이 이미 존재하는 경우 기존 콘솔과 자동으로 연결이 되는 프로그램을 만들 수는 없는 것일까?

Visual Studio IDE인 devenv 프로그램은 이 문제를 해결한 듯해 보인다.
아무 인자를 안 주고 실행하면 잘 알다시피 커다란 IDE 창이 생긴다.
그러나 /? 를 주고 실행하면 각종 명령 옵션 사용법이 기존의 콘솔에다가 깔끔하게 찍힌다. 그냥 대충 도움말 창 하나 띄우고 끝인 게 아니다.
마소에서는 이것을 어떻게 구현하였을까?

그 비결은 너무 허무할 지경이다.
IDE 실행 파일이 있는 디렉터리를 가 보면, devenv 프로그램은 .exe도 있고 .com도 있어서 두 종류가 있다.

Windows는 도스 시절의 전통을 물려받았기 때문에 명령 프롬프트에서 사용자가 확장자 없이 실행 파일을 지정하면 EXE보다 COM을 먼저 실행한다. 그래서 COM은 /?  옵션 같은 걸 받아들이는 콘솔 프로그램으로 만들고, EXE를 GUI 프로그램으로 드는 꼼수를 쓴 것이다! devenv /?가 아니라 devenv.exe /? 라고 확장자를 강제 지정하면 명령 옵션 리스트가 역시나 대화상자 GUI 형태로 출력되는 걸 볼 수 있다. ^^

사용자 삽입 이미지사용자 삽입 이미지
도스 시절에 COM은 잘 알다시피 EXE보다 더 작고 단순한 실행 파일이다. 실행 파일 자체의 헤더나 파일 포맷 같은 게 존재하지 않으며, 메모리 재배치도 없이 최대 64KB의 크기 안에 x86 기계어 코드와 데이터가 모두 들어가고 컴퓨터의 고정된 메모리 주소에 그대로 주입되어 실행되었다.

요즘이야 COM이나 EXE나 모두 동일한 실행 파일이다. 오히려 COM 확장자를 사칭하여, 사용자가 의도한 프로그램 대신 악성 코드를 먼저 실행시키는 보안 위험이 문제되고 있는 지경이다. 마치 autorun 기능을 막듯이 COM의 실행을 막아 버리면 속 시원할지 모르나, 과거 프로그램과의 호환성 차원에서 그게 속 시원하게 가능할지는 모르겠다. 그래도 64비트 Windows는 아예 16비트 프로그램을 실행하는 기능 자체가 없어진 지 오래인데..

어쨌든, 실행 파일의 확장자로 콘솔용과 GUI용 프로그램을 구분시킨 건 Windows에서 배치 파일을 이용하여 자기 자신을 제거하는 프로그램을 만드는 것만큼이나 참 기발한 꼼수인 것 같다. 세상에 그런 방법을 쓸 줄은 몰랐다.

※ 추가 설명

1. Windows용 qt 라이브러리를 사용한 프로그램은 GUI 프로그램임에도 불구하고 main 함수에서 실행이 시작된다. 이것은 물론 qt 라이브러리의 내부에 WinMain 함수가 있어서 그게 사용자의 main 함수를 또 호출하기 때문일 것이다. MFC 라이브러리도 자체적인 WinMain 함수가 내부에 존재한다는 점을 감안하면 이는 충분히 수긍이 가는 디자인이다.

더구나 Windows를 제외한 다른 운영체제들은 실행 파일의 성격을 Windows처럼 GUI 아니면 콘솔 형태로 이분화하지 않으며 똑같이 main 함수를 쓴다. 그렇기 때문에, 크로스 플랫폼을 지향하는 qt는 응당 Windows에서의 프로그래밍 방식도 main을 기준으로 맞췄다고 볼 수 있다.

2. 과거의 16비트 Windows 시절에는 말 그대로 도스 프롬프트만이 있었을 뿐 콘솔이라는 게 없었다. 이것만으로도 그때 Windows는 구조적으로 기능이 굉장히 빈약했음을 알 수 있다.

Posted by 사무엘

2013/05/01 19:24 2013/05/01 19:24
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컴퓨터 소프트웨어의 GUI 요소 중에는 잘 알다시피 체크 박스와 라디오 박스가 있다.
전자는 n개의 항목을 제각각 복수 선택할 수 있기 때문에 선택의 가짓수가 2^n개가 가능하다.
그 반면 후자는 n개의 항목 중 하나만 선택할 수 있기 때문에 선택의 가짓수가 딱 n이 된다.

그리고 이런 개념은 사실 메뉴에도 존재한다.
메뉴 항목은 사용 가능 여부(enabled)와 더불어 체크 여부(checked)라는 상태가 존재하여, 자신이 체크된 것처럼 보이는 시각적 피드백을 줄 수 있다.

Windows는 초창기엔(=16비트 시절) 말 그대로 √ 1종류만이 존재했다. 이를 제어하는 함수는 CheckMenuItem이다.
그러다가 Windows 95/NT4에서부터는 ● 모양의 체크를 표시해 주는 CheckMenuRadioItem 함수도 추가되었다. 이로써 각각의 항목들을 따로 체크할 수 있는 메뉴와, 여러 개 중 한 모드만 선택할 수 있는 메뉴의 구분이 가능해졌다.
CheckMenuRadioItem는 특정 메뉴 항목 하나의 속성을 바꾸는 여타 함수들과는 달리, 메뉴 항목들을 여러 개 한꺼번에 지정한 뒤 하나만 체크를 하고 나머지는 체크를 모두 자동으로 해제하는 형태로 동작한다.

그런데 재미있는 것은, MFC는 95/NT4 이전의 16비트 시절에서부터 메뉴에다 custom 비트맵을 지정하는 독자적인 방식으로 라디오 박스를 자체 지원해 왔다는 점이다.
운영체제에 CheckMenuRadioItem가 추가된 뒤에도 내부적으로 그 함수를 쓰지 않는다. 이것은 비주얼 C++ 2012의 최신 MFC도 변함이 없다.

MFC는 동일한 명령 ID에 대해서 메뉴, 도구모음줄 등 여러 GUI 요소에 대해 일관되게 checkd/enabled 상태를 관리할 수 있게 이 계층만을 CCmdUI라는 클래스로 따로 뽑아 냈다. 그리고 윈도우 메시지의 처리가 끝난 idle 시점 때 모든 GUI 상태들을 업데이트한다.
MFC 소스를 보면, CCmdUI::SetCheck는 CheckMenuItem 함수를 호출하는 형태이다. 그러나 CCmdUI::SetRadio는 운영체제의 API를 쓰는 게 아니라 자체 생성한 bullet 모양 비트맵을 SetMenuItemBitmaps로 지정하는 좀 더 힘든 방법을 쓴다.

고전 테마를 포함해 심지어 Windows XP의 Luna에서도 운영체제가 그려 주는 radio 그림과 MFC가 그려 주는 radio 그림은 차이가 거의 없었다. 둘 다 그냥 글자와 동일한 모양으로 동그란 bullet을 그리는 게 전부였다. 그렇기 때문에 두 구현이 따로 노는 건 그리 문제될 게 없었다.

그러나 문제는 Vista 이후에서부터이다. 운영체제가 그리는 radio 그림은 더 알록달록해지고 배경까지 가미되어 화려해진 반면, MFC가 그리는 radio 그림은 아직까지 단색의 단조로운 bullet이 전부이다. 그래서 시각적으로 이질감이 커졌다. 그것도 일반 체크(√) 항목은 괜찮은데 라디오(●) 그림만 차이가 생긴 것이다.

사용자 삽입 이미지사용자 삽입 이미지

이해를 돕기 위해 그림을 첨부한다. Windows Vista 이후에 운영체제가 메뉴에다 그려 주는 라디오 체크는 배경에 은은한 무늬가 생겨 있다(왼쪽). 그러나 MFC가 그리는 라디오 체크는 여전히 옛날 스타일대로 단색 동그라미밖에 없으며, 일반 체크와도 형태가 다르다(오른쪽). 오른쪽의 프로그램은 본인이 예전에 MFC 기반으로 개발했던 오목 게임이다. ㅋㅋ

MFC는 운영체제의 새로운 함수를 왜 쓰지 않는 걸까?
그냥 이런 사소한 데에까지 신경을 안 써서 그런 것일 수도 있고, 또 CCmdUI는 각각의 메뉴 항목에 대해 개별적으로 호출되는 반면 CheckMenuRadioItem는 그 자체가 여러 메뉴 항목의 상태를 한꺼번에 바꾸는 함수이기 때문에 기능의 구현 형태가 서로 맞지 않아서 도입하지 않은 것일 수도 있다.

물론, SetMenuItemInfo라는 만능 함수를 쓰면, 개별적으로 라디오 체크 상태를 바꾸는 것도 불가능하지는 않다. 다만, 구조체를 준비해야 하는 데다, 상태(state)만 옵션으로 간단히 바꾸면 되는 게 아니라 메뉴의 유형(type)까지 바꿔야 하니 일이 좀 번거로운 건 사실이다.

다만, 요즘은 MFC에도 잘 알다시피 MS Office나 Visual Studio의 모양대로 GUI 외형을 싹 바꿔 주는 툴킷이 도입되었고, 이런 상태에서는 어차피 메뉴의 요소들이 무조건 모조리 자체적으로 그려진다. 그러니 저런 SetRadio와 SetCheck의 동작 방식의 차이 같은 것도 존재하지 않으며, 그런 걸 논하는 게 아무 의미가 없다. 저건 오로지 운영체제 표준 GUI를 쓸 때만 발생하는 이슈이기 때문이다. ^^

* 글을 맺으며..

WinMain 함수를 포함해 윈도우 클래스 등록, 프로시저 구현을 전부 직접 하면서 Windows용 응용 프로그램을 밑바닥부터 만들어 본 사람이라면, MFC가 내부적으로 프로그래머에게 몰래 해 주는 일이 얼마나 많은지를 어렴풋이 짐작할 수 있다.

  • 대화상자를 창의 가운데에다 배치해 주는 것,
  • 프레임 윈도우와 뷰 윈도우 사이의 경계에 깔끔한 입체 모양 테두리 넣는 것,
  • 고대비 모드일 때 도구 아이콘의 검은색을 흰색으로 바꾸는 것,
  • 심지어 콤보 박스 내부에 디폴트 데이터(리소스 에디터에서 만들어 넣었던)들을 집어넣는 것,
  • 프레임 윈도우가 키보드 포커스를 얻었을 때 그 아래의 view 윈도우로 포커스를 옮기는 것,
  • 프로퍼티 시트의 내부에 들어가는 프로퍼티 페이지들의 글꼴을 운영체제 시스템 글꼴로 바꾸는 것 등..

이런 사소한 것들도 공짜가 아니라 죄다 MFC가 내부에서 해 주는 일들이다.
Windows API만 써서 프로그램을 만드는 방식은 최고의 작고 가볍고 성능 좋은 프로그램을 만들 수 있지만 생산성도 미칠 듯한 저질이기 때문에, 인제 와서 이런 불편한 방식으로 프로그램을 만들 프로그래머는 거의 없을 것이다. 요즘 세상에 C++도 아닌 C는 사실상 어셈블리나 마찬가지다.

Posted by 사무엘

2013/04/29 08:34 2013/04/29 08:34
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1. 메뉴 -- 긴 역사를 자랑하는 GUI 구성요소

'메뉴'(menu)라는 단어는 순우리말로는 흔히 차림표라고 하고, 식당의 음식 메뉴 아니면 컴퓨터 소프트웨어의 GUI 요소라는 꽤 이질적인 두 심상이 결합해 있는 독특한 단어이다. 이런 점에서 '메뉴'는 '마우스'하고도 비슷한 구석이 있는 것 같다.

메뉴는 GUI라는 개념이 컴퓨터에 도입된 이래로 굉장히 오랜 시간을 인간과 함께해 왔다. 워낙 중요하고 필수적인 기능이기 때문에 Windows 운영체제는 아예 API 차원에서 창을 하나 만들 때 메뉴 핸들을 같이 넘겨 줄 수 있게 돼 있다. (CreateWindowEx 함수) Windows는 그래도 보급 메뉴(?) 지원을 무시하고 GUI 툴킷이 자체 구현한 싸제 메뉴를 붙일 여지라도 있지만, Mac OS는 메뉴 bar가 무조건 화면 위에 붙박이로 고정이고 게다가 운영체제의 시스템 메뉴와 일심동체로 통합되어 있기 때문에 싸제 메뉴 같은 건 있을 수 없다.

물론, 너무 무난하고 밋밋한 관계로 요즘 만들어지는 응용 프로그램에서는 메뉴가 천덕꾸러기처럼 취급되는 면모가 없지는 않다. 메뉴+툴바가 리본 UI로 대체된 것은 물론이고, 메뉴가 있더라도 메뉴 bar를 평소에는 감춰 버리고 Alt키를 눌러야만 마지못해 보여 준다. 글쎄, 이러다가 나중에 또 복고풍으로 메뉴로 돌아가지는 않을지?
그리고 어떤 경우든 사각형 안에서 선택막대로 기능을 선택하는 전통적인 메뉴 개념 자체가 없어지는 일은 없을 것이다.

난 닷넷 프레임워크는 그냥 운영체제의 보급 메뉴를 자기 고유 API로 감쌌는줄 알았는데, 그렇지 않다는 걸 알게 되어 개인적으로 놀란 적이 있다. 닷넷 기반 GUI 프로그램은 기본적으로 Office XP 스타일을 적당히 따라 한 싸제 메뉴가 나온다.

보급이든 싸제든, 어쨌든 GUI에서 전통적인 메뉴는 F10을 눌렀을 때 화면 상단에 나타나는 가로줄 메뉴, 혹은 main 메뉴를 가리키는 경우가 많다.
그러나 이것 외에 어떤 개체를 마우스로 우클릭했을 때 나타나는 Context 메뉴, 혹은 팝업 메뉴는 좀 더 나중에, 1990년대 중반에 도입되었다. 윈도우 95 이전에 3.x 시절에는 그림판으로 두 색깔을 번갈아가며 쓸 때 말고는 마우스를 우클릭할 일 자체가 거의 없었던 것 같다. 팝업 메뉴를 띄우는 기능 자체는 3.x 시절에도 있었을 텐데도 불구하고 말이다.

2. HMENU

자, 그럼 Windows 플랫폼 프로그래밍의 관점에서 운영체제의 메뉴 개체에 대해서 좀 더 살펴보자.

이 메뉴라는 놈을 관리하는 개체는 바로 HMENU이다. 얘는 메뉴에 표시시킬 각종 아이템들과 그것들의 상태들을 보관하고 있는 일종의 연결 리스트의 포인터라고 생각하면 된다. 어떤 메뉴 항목에는 또 부메뉴가 딸려 있을 수 있으므로 메뉴는 일종의 재귀성까지 갖추고 있다.

메뉴는 잘 알다시피 리소스의 형태로 쉽게 만들어 내장시킬 수도 있다. 그러나 HMENU 값은 아이콘이나 액셀러레이터, 마우스 포인터 같은 여타 리소스들과는 달리, read-only 리소스가 아니다. 이게 무슨 말인지 배경을 좀 설명하자면 이렇다.

16비트 Windows 시절에는 EXE/DLL에 있는 리소스 데이터를 얻기 위해서 별도로 파일을 열고 메모리를 할당하고 고정하는 등의 절차가 필요했다. 그러나 운영체제가 32비트 환경으로 바뀌면서 실행 파일의 로딩 방식이 memory mapping 방식으로 바뀌었기 때문에, 모듈에 내장된 리소스를 찾는 건 그냥 이미 로딩된 메모리의 주소만 되돌리는 형태로 아주 간단해졌다.

그래서 예전과는 달리, 이제는 한번 fetch해 온 리소스 데이터에 대해서 FreeResource 같은 함수를 호출할 필요가 없어졌다. 그 리소스를 제공하는 EXE의 실행이 종료되거나 DLL이 Unload될 때 어차피 자동으로 한꺼번에 해제되기 때문이다.

일반적인 읽기 전용 리소스는 그런 간소화의 혜택을 입게 되었다.
그러나 메뉴의 경우는 모듈에 내장된 메뉴 데이터의 포인터만 얻어 오는 걸로 끝이 아니라, 그 데이터를 토대로 메뉴 연결 리스트를 별도로 재구성한다. 사용자는 그 연결 리스트의 데이터를 변경함으로써 메뉴에 별도의 항목을 추가하거나 삭제하고, 체크 표시나 disable 처리를 할 수 있다.

그렇기 때문에 LoadIcon, LoadCursor 등의 리턴값은 Free를 할 필요가 없지만, LoadMenu 핸들의 리턴값은 반드시 DestroyMenu를 해 줘야 한다. (물론, 아이콘 같은 리소스라 해도 모듈 내장이 아니라 직접 동적으로 생성한 놈이라면 Destroy*함수를 호출해서 수동으로 소멸해야 하는 건 변함없음.)

HMENU는 내부적으로 딱히 reference counting을 하지는 않는 단순한 구조이다.
윈도우와 연결되어 있는 메뉴는 윈도우가 소멸될 때 같이 자동으로 소멸되며(물론 부메뉴들도 재귀적으로 다 같이), 한 메뉴 인스턴스가 여러 윈도우에서 공유되지는 않는다. '이동', '닫기' 같은 명령이 있는 시스템 메뉴가 있는데, 필요하다면 사용자가 이 메뉴 역시customize할 수 있다.

3. API 디자인

(1) Windows API의 설계 관점에서 흥미로운 것은, 정수로 식별하는 ID를 받는 곳에다가 필요에 따라 메뉴 핸들도 같이 집어넣게 한 게 종종 보인다는 점이다.
CreateWindowEx 함수의 경우, HMENU는 생성하려는 윈도우가 팝업 같은 메이저 윈도우이면 메뉴 핸들이고, 메뉴를 갖는 게 의미가 없는 자그마한 마이너 자식 윈도우이면 정수 ID를 의미한다.

물론 메뉴 핸들과 ID가 동시에 쓰일 일은 없는 건 사실이다. 윈도우의 ID는 대화상자의 차일드 컨트롤들을 식별할 때에나 쓰는 것이니 말이다.
하지만 어째 이 둘을 실제로 공유시킬 생각을 했는지 궁금하다. 어지간하면 그냥 내부 구조체에다 별도의 멤버를 따로 둘 법도 한데, Windows 1.x 시절의 헝그리 정신을 살려, 메모리 절약을 위해 공용체를 썼는가 보다.

또한 메뉴 API도 AppendMenu나 InsertMenu를 보면, 일반 메뉴 아이템에 대해서는 명령 ID를 전달하는 항목에, MF_POPUP이 지정된 하위 메뉴 아이템에 대해서는 또 HMENU를 typecast하여 전달하게 되어 있다.

(2) CreateMenu와 CreatePopupMenu 함수를 왜 따로 만들어 놨는지 영 이해가 안 된다. HINSTANCE와 HMODULE만큼이나 사실상 의미 없는 구분이 돼 있다.
응용 프로그램의 main 메뉴나 우클릭 팝업 메뉴는 화면에 보이는 형태만 다를 뿐, 부메뉴를 가질 수 있는 재귀적인 형태인 것도 똑같고 내부 자료 구조가 달라야 할 것은 없다.
하긴, 그러고 보니 HCURSOR도 HICON하고 내부적으론 거의 같은 자료구조라고 하지. (핫스팟 위치만 추가됐을 뿐)

(3) 메뉴의 상태를 나타낼 때 MF_GRAYED와 MF_DISABLED를 따로 만들어 놓은 건 개인적으로 무척 기괴하게 여겨진다.
MF_GRAYED는 우리가 흔히 보는 '사용할 수 없는' 메뉴 아이템이다. 흐리게 표시되고 선택도 되지 않는다. 그러나 MF_DISABLED는 선택만 안 될 뿐 흐린 표시는 아니다.
이건 솔직히 말해서 잉여력이 넘치는 구분이다.

그래서 심지어는 MS 내부의 개발자들조차도 이를 혼동해 있다.
고전 테마를 쓰고 있을 때는 MF_DISABLED를 설정한 메뉴가 '일반 글자'로 표시된다.
그러나 Luna나 Aero 같은 테마가 적용되어 있을 때는 이게 MF_GRAYED와 동일하게 '흐린 글자'로 표시된다! 문서화된 바와도 다르고 일관성 없게 동작한다는 뜻이다. 내 말이 믿어지지 않으면 당장 프로그램을 짜서 확인해 보기 바란다.
일상생활에서는 MF_DISABLED는 전혀 신경 쓸 필요 없고 MF_GRAYED만 쓰면 될 것 같다.

(4) RemoveMenu, DeleteMenu, DestroyMenu의 차이가 뭘까?
먼저 DestroyMenu는 HMENU 자체를 완전히 소멸시키는 함수이다. 메뉴와 부메뉴들이 모두 다 사라지고 해당 핸들은 사용할 수 없게 된다.
RemoveMenu와 DeleteMenu는 메뉴 안에 있는 한 항목을 제거한다. 제거할 항목을 순서 인덱스 또는 명령 ID로 지정할 수 있다. 부메뉴를 가진 항목이나 항목 구분용 separator는 명령 ID를 갖고 있지 않으므로 반드시 순서 인덱스만 지정 가능할 것이다.

둘의 차이는 딱 하나. 부메뉴를 가진 항목을 지울 때 부메뉴 핸들을 재귀적으로 destroy하느냐(Delete) 안 하느냐(Remove)이다. 마치 '프로젝트 목록에서 파일 제거'와, '파일 제거 + 실제로 디스크 상에서도 삭제'의 차이와 비슷한 맥락이다.

(5) 사실, Windows의 메뉴 API가 좀 더 객체지향적으로 설계되었다면, HMENU뿐만 아니라 각각의 메뉴 아이템을 나타내는 HMENUITEM 같은 자료형도 또 만들었을 것이다.
지금은 그렇지 않기 때문에 메뉴 아이템을 식별할 때마다 매번 HMENU와 UINT nID, 그리고 nID가 명령 ID인지, 순서 인덱스인지를 나타내는 플래그를 넘겨줘야 한다. 메뉴 항목을 편집하거나, 어디 뒤에 삽입하거나 삭제하는 함수들이 전부 저 인자들을 일일이 받는다. 내가 보기엔 무척 지저분하다.

또한 동일한 기능을 하는 API가 구 API, 그리고 좀 더 기능이 확장되고 구조체를 인자로 받는 신 API가 섞여서 중구난방스러운 것도 어쩔 수 없는 일이다. 가령, 예전에는 CheckMenuItem 같은 함수가 있었지만 지금은 SetMenuItemInfo가 있는 식. 새로운 함수는 범용적이긴 하지만 매번 구조체를 만들어서 초기화해 주는 작업이 몹시 성가신 것도 사실이다.

32비트 Windows부터는 각각의 메뉴 아이템에 대해서 명령 ID와는 별개로 임의의 UINT_PTR 데이터 값을 갖는 게 가능해졌다. 마치 리스트박스에서 item data와 비슷한 맥락이다. 이 값을 읽고 쓰는 함수로 지저분하게 SetMenuItemData 같은 함수를 또 추가하느니, 차라리 메뉴와 관련된 모든 속성을 읽고 쓸 수 있는 SetMenuItemInfo라는 종결자 함수를 만들게 됐을 것이다.

Posted by 사무엘

2013/03/10 19:15 2013/03/10 19:15
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1.

본인은 비주얼 C++ 2012로 갈아탄 뒤부터 예전에는 본 적이 없는 이상한 현상을 겪곤 했다. 내가 만들고 있는 프로그램을 IDE에서 곧장 실행하자(Ctrl+F5 또는 F5) 프로세스는 분명히 실행되어 있는데 창이 화면에도, 작업 표시줄에도 전혀 나타나 보이지 않았다.

Spy++를 돌려 보니 프로그램 창이 생기긴 생겼는데 어찌 된 일인지 WS_VISIBLE 스타일이 없이 숨겨져 있다는 걸 알게 되었고, 문제의 원인은 생각보다 금방 발견할 수 있었다.
프로세스에 전달되는 STARTUPINFO 구조체의 wShowWindow 멤버 값은, dwFlags에 STARTF_USESHOWWINDOW 플래그가 있을 때에만 유효하다는 걸 깜빡 잊고 있었던 것이다.

일반적으로 프로그램을 실행할 때 운영체제가 그 구조체에다 ShowWindow 플래그를 안 넣는 적은 사실상 없기 때문에 지금까지 그 로직이 별로 문제가 되지 않았었다. 하지만 비주얼 C++ 2012는 이례적으로 그 구조체의 거의 모든 멤버들을 그냥 0으로만 집어넣은 채 프로세스를 생성하고, 0은 SW_HIDE와 같기에 창이 화면에 나타나지 않았다.

2.

<날개셋> 한글 입력기 외부 모듈을 debug 형태로 빌드한 뒤 디버거를 붙여서 실행해 보면, 때에 따라서는 호스트 프로세스가 종료될 때 memory leak 로그가 뜨는 경우가 종종 있었다. 하지만 이것이 항상 나타나는 건 아니고 leak의 양이 심각하게 많은 건 아니었기 때문에, 본인은 크게 신경 쓰지는 않았다.

그런데 우연히 추가 디버깅을 한 결과, 응용 프로그램에 따라서 아예 COM 개체들의 reference count가 달라지고 TSF 모듈의 소멸자 함수의 실행 여부가 달라지는 걸 발견하였고, 이에 본인은 이 현상에 대해 좀 더 심혈을 기울여 디버깅을 실시하게 되었다.

이건 꽤 특이한 현상이었다. <날개셋> 편집기에서도 leak이 발생했기 때문에 가장 먼저 'TSF A급 지원' 옵션을 꺼 봤다. 그리고 외부 모듈은 아예 날개셋 커널을 로딩하지 않고 아무 기능도 사용할 수 없는 panic 상태로 구동했다. 그렇게 프로그램의 주요 기능들을 다 끄고 절름발이로 만들었는데도 <날개셋> 외부 모듈을 한 번이라도 로딩을 하고 나면 leak이 없어지지 않았다.

이런 식으로 COM 오브젝트의 reference count가 꼬이는 버그는 여간 골치 아픈 문제가 아니기에 각오 단단히 하고 디버깅을 계속할 수밖에 없었다. 그 결과 무척 신기한 점을 발견했다. MFC를 사용하는 GUI 프로그램과, MFC든 무엇이든 대화상자(DialogBox)를 사용하는 프로그램에서는 leak이 안 생기는데, Windows API로 message loop을 직접 돌리면서 윈도우를 구동하는 프로그램에서는 memory leak이 발생한다는 것이었다.

오히려 방대하고 복잡한 MFC를 쓰는 프로그램에서 메모리가 새면 샜지, 왜 더 간단한 프로그램에서 문제가 발견되는 걸까?
이 정도까지 밝혀지니 궁금해 미칠 지경이 됐다. leak이 있는 프로그램과 없는 프로그램을 종료할 때 외부 모듈 개체의 Release 함수가 어떻게 호출되고 reference count가 어떻게 변하는지를 검토했다.

그리고 드디어 leak이 있는 프로그램과 없는 프로그램의 차이가 밝혀졌다.
MFC는 프로그램 창이 WM_CLOSE 메시지를 받아서 창의 소멸 단계로 들어서기 전에, 프로그램 창을 강제로 한번 감춰 주고 있었다( ShowWindow(SW_HIDE) ). CFrameWnd::OnClose()에서 CWinApp::HideApplication을 호출함. 이걸 함으로써 운영체제의 TSF 시스템 내부는 객체에 대한 Release가 일어나고 메모리 해제가 완전히 이뤄졌다. 소스가 없는 대화상자도(DialogBox 함수) 잘은 모르지만 종료될 때 비슷한 call stack을 갖는 Release 호출이 있었다.

그 반면 창이 없어질 때 따로 별다른 처리를 하지 않는 프로그램에서는 외부 모듈 개체의 reference count가 1 남게 되었고, 이것이 memory leak으로 이어졌다. MS에서 직접 만든 다른 입력 프로그램들도 마찬가지다. 도대체 왜 그럴까?.

MFC가 WM_CLOSE에서 자기 창을 감추는 이유는 그냥 자식 윈도우들이 순서대로 닫히는 모습이 사용자에게 티가 나 보이지 않게 하고, 겉보기로 창이 당장 없어져 버렸으니 프로그램 종료에 대한 사용자 반응성을 향상시키려는 목적으로 보인다. 그게 반드시 필수는 아니다. 내가 보기에 그렇게 하지 않는 게 잘못이라 볼 수는 없다.

OS별로 살펴보니, 이런 leak은 윈도우 XP와 비스타에서는 없었다가 그 후대인 7과 8에서 생겼다. 즉, XP/Vista에서는 hide를 안 해 줘도 원래 leak이 없는데 7부터는 hide를 해 줘야 한다는 뜻. 아무튼 난 여러 모로 윈7의 문자 입력 체계가 별로 마음에 안 든다. 이쪽 부분 담당자가 갑자기 바뀌었는지, 혹은 대대적인 리팩터링을 한 후유증이기라도 한지 자잘한 버그들이 너무 많이 들어갔기 때문이다.

결국 이것은 IME 문제가 아니라 운영체제 내지 응용 프로그램의 문제라는 결론을 내리고 편집기의 소스를 고쳤다. 문제를 피해 가는 법을 발견하긴 했으나 뒷맛이 개운하지 못하다.

* Windows 환경에서의 4대 디버깅 도구와 테크닉

  • 문자열을 printf 스타일로 포맷하여 OutputDebugString 함수로 전달하는 TRACE 함수 (디버거 로그)
  • 별도의 디버거 로그가 아니라 그냥 화면 desktop DC에다가 로그를 찍는 깜짝 함수
  • 프로그램이 특이한 환경에서 뻗을 때 call stack을 확인할 수 있는 miniDumpWriteDump와 SetUnhandledExceptionFilter 함수
  • memory allocation number에다가 breakpoint를 거는 _crtBreakAlloc 변수. 정체불명의 memory leak 잡을 때 필수

Posted by 사무엘

2013/03/02 19:24 2013/03/02 19:24
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마이크로소프트 Windows라는 운영체제는 GUI 요소인 '창'(window)에서 모티브를 따서 작명되었다. 그 이름이 암시하듯, Windows는 창을 만들고 제어하는 것이 프로그래밍에서 큰 비중을 차지하며, 창과 창끼리의 의사소통은 메시지라는 놈을 통해서 행해진다. 이건 프로그래머라면 이미 다 잘 아는 내용일 것이다.

메시지는 굳이 GUI를 만들지 않더라도 응용 프로그램간에 데이터를 공유하고 스레드 동기화가 갖춰진 통신을 하는 데 상당히 유용한 수단이다. 오늘날 같은 보호 모드 멀티태스킹/멀티스레드 환경에서도 과거의 16비트 시절 같은 직관적인 통신 메커니즘을 제공하기 위해 운영체제가 밑에서 알아서 신경 써 주는 게 많기 때문이다. 그래서 그 기능만 쓰라고 message-only 윈도우라는 것도 있다.

메시지는 자신이 어떤 메시지인지를 나타내는 정수와, 덧붙일 수 있는 추가 숫자 정보 두 종류로 구성된다. 일명 wParam, lParam인데, 16비트 시절에는 메시지, wParam, lParam의 크기가 각각 16, 16, 32비트였다. 그것이 32비트 기계에서는 모두 32비트 크기로 확장되었고, 64비트에 와서는 msg만 그대로이고 나머지 둘은 64비트로 더 커졌다.

이론적으로 아무 숫자나 담아서 메시지로 전달할 수 있다. 그러나 운영체제는 내부적으로 다음과 같은 방식으로 메시지의 용도를 정해 놓고 있다. 이는 마치 운영체제가 메모리 주소의 용도를 영역별로 나눠서 정해 놓은 것과 동일한 맥락이다. (MS-DOS 호환용, 응용 프로그램용, 커널용 등)

첫째, 0부터 WM_USER-1까지 총 1024개의 메시지는 시스템 메시지로서 그 의미가 예약되어 있다.
0인 WM_NULL은 의도적으로 아무 일도 하지 않는 메시지로 비워 놨지만, 그 뒤부터 WM_CREATE(1), WM_DESTROY(2) 같은 것은 아마 윈도우 1.0 시절부터 있었을 기초 메시지들이다..

글자 입력란에는 cursor라고 하여, 공식적으로는 caret이라고 불리는 반전 사각형이 깜빡거린다. 이건 WM_TIMER로 구현했을 법도 해 보이는데 Spy++ 같은 프로그램으로 확인해 보면 그렇지 않다. 메시지 코드는 0x118이고 winuser.h에 WM_* 형태로 문서화되지 않은 비공개 내부 메시지에 따라 동작한다. 신기하지 않은가? (그 주변의 0x117이나 0x119대엔 당연히 공개된 WM_*메시지들이 꽉 차 있음.) 게다가 의미가 뭔지는 모르겠지만 wParam과 lParam에도 그냥 0이 아니라 뭔가 메모리 주소처럼 보이는 값들이 있다.

사용자는 0x1000 이내의 영역에 있는 숫자에다가 나만의 의미를 부여해서는 안 된다. 지금은 쓰이지 않아도 나중에 운영체제가 찜할 가능성이 있다. 가령, 마우스 휠의 움직임을 감지하는 WM_MOUSEWHEEL은 윈도우 98에서 정식으로 새로 추가되었고, 터치스크린 입력을 감지하는 WM_TOUCH 같은 메시지는 윈도우 7에서 추가되었다.

이런 식으로 Windows가 버전업되면서, 메시지가 미래에 자꾸 추가될 수 있다. 개인적으로 최소한 4096개도 아니고 1024는 공간이 너무 부족하지 않나 하는 생각도 든다. 나중에는 이 공간이 메시지들로 다 차 버리고, 추가 메시지는 WM_EXTEND_MSG 같은 최후의 메시지 하에서 부가 정보는 wParam과 lParam에 담겨 오게 되지 않을까? =_=;;

운영체제 메시지 중에는 WM_SETTEXT, WM_GETTEXT이라든가 심지어 WM_COPYDATA처럼 포인터를 통한 데이터 전달이 필요한 것도 있다. 운영체제의 SendMessage 함수는 그런 메시지를 다른 프로세스에다가 보내라고 사용자가 요청할 경우, 자체적으로 공유 메모리를 생성하여 메모리 주소 변환을 하고, 텍스트의 경우 심지어 ANSI/유니코드 변환까지 자동으로 한다. 그러니, lParam을 포인터로 인식하는 시스템 메시지에다가 엉뚱한 숫자를 집어넣어서 보냈다간 큰일난다. 아울러 포인터를 전달해야 하는 메시지는 SendMessage로만 전달 가능하지, PostMessage로는 되지 않게 운영체제가 막는다.

또한 일부 메시지는 반드시 특정 방법만 이용하여 생성해야 하는 것도 있다. 가령, WM_PAINT는 invalidate region을 만드는 함수를 호출해서 운영체제가 생성하도록 해야 하지, 응용 프로그램이 메시지 자체만을 인위적으로 만들어 내서는 안 된다. 실제로 실험을 해 보지는 않았지만, 없는 WM_PAINT를 페이크로 사칭하여 생성하는 것은 운영체제가 아마 안전을 위해 금지하지 않을까 싶다.

요컨대 WM_USER 이내의 메시지는 용도가 운영체제에 의해 예정되고 그에 따른 특수 처리가 추가될 여지가 있는 영역이므로, 사용자가 사칭하거나 조작해서는 안 된다.

그 다음 둘째 계층은 WM_USER부터 WM_APP까지 3만여 개 남짓한 영역이다.
이 메시지는 각 윈도우들이 자체적으로 의미와 용도를 마음대로 정해서 쓸 수 있다. 즉, 윈도우 클래스(RegisterClass)별로 의미가 완전히 private하다.

내가 뭔가 새로운 커스텀 컨트롤을 개발해서 이 컨트롤을 조작하는 수단을 윈도우 메시지라는 형태로 제공하고 싶다면, 각종 커스텀 메시지들을 (WM_USER + xxx)의 형태로 정의하면 된다.
임의의 크기의 데이터를 다른 프로세스끼리 전달하려면 프로그래머가 알아서 주소 marshalling를 하든가, WM_COPYDATA로 주고받을 구조체 스펙을 정하든지, 아니면 짤막한 문자열만 잠시 주고받으려면 atom에다 등록하여 atom 번호만 주고받든지 해야 한다. 뭐, atom은 오늘날에 와서는 거의 구닥다리 메커니즘으로 전락하긴 했지만.

리스트 박스나 콤보 박스는 Windows 1.0 시절부터 있었던 워낙 붙박이이다 보니 LB_ADDSTRING이나 CB_GETCURSEL 같은 메시지는 놀랍게도 앞의 시스템 메시지 영역에 들어있다. 그러니 그 메시지는 값만 보고도 대상 윈도우가 뭔지 볼 필요도 없이 문맥 독립적으로 용도를 추측할 수 있다. 대상 윈도우가 무엇이든 간에 LB_ADDSTRING의 lParam에는 언제나 포인터가 들어있다고 가정할 수 있다.

그러나 사용자 메시지부터는 얘기가 달라진다. WM_USER+1이라는 값을 갖는 메시지는 어느 윈도우가 받느냐에 따라서 처리가 완전히 달라진다. 붙박이 시스템 컨트롤 말고, 32비트 시절에 나중에 도입된 공용 컨트롤도 이제는 아이템을 추가하고 삭제하는 등의 자신의 메시지들은 시스템 영역에 있지 않고 이 사용자 영역에 있다.

따라서 메시지가 하는 일에 따라 부가정보를 변조하는 hook 같은 걸 만든다면, 메시지의 값만 볼 게 아니라 그 메시지를 받는 대상 윈도우의 클래스 이름도 확인해야 한다. 이건 철저하게 문맥 의존적인 메시지인 셈이다.

운영체제(시스템) 메시지, 그리고 사용자 메시지 이렇게 둘이 갖춰지면 끝인 것 같은데 플랫폼 SDK를 보니 셋째 계층인 WM_APP라는 것도 있다. 이건 도대체 뭘까?
이것은 내부적인 처리 방식의 차이에 따른 구분이 아니라 그냥 용도에 따른 명분상의 구분이다.

결론부터 말하자면 이 계층은 응용 프로그램이 어떤 컨트롤에다 서브클래싱을 한 뒤, 응용 프로그램이 새로운 윈도우 프로시저에다 보내 주는 '반사'(reflect) 메시지를 여타 메시지들과 구분하기 위해 존재하는 영역이다. 에디트 컨트롤을 예로 들면, 글자색과 배경색을 바꾼다거나 25자리 제품 시리얼 번호를 입력받는데 5자리마다 '-'를 자동으로 추가하는 것 같은 자잘한 동작 방식을 변경하고 싶을 때 서브클래싱을 이용한다.

일반적으로 컨트롤은 어떤 일이 일어났다는 통지를 부모 윈도우에다 WM_COMMAND(붙박이 컨트롤)나 WM_NOTIFY(공용 컨트롤)의 형태로 보내 주는데, 그때 해야 하는 처리가 천편일률적으로 정해져 있기 때문에 부모 윈도우가 아니라 해당 컨트롤의 서브클래스 프로시저 자신이 도로 받아서 알아서 하게 하고 싶을 때가 있다.

이때 그 통지 메시지는 WM_APP 이후의 영역으로 더해서 보내고, 그 메시지에 대한 처리를 내 custom 윈도우 프로시저에다 넣으면 된다. 이 영역의 메시지는 WM_USER 영역의 메시지, 즉 기존 컨트롤의 메시지와 겹치지 않는다는 보장이 있기 때문이다.

요컨대 시스템 메시지는 그냥 닥치고 global, WM_USER 메시지가 RegisterClass에 종속이라면, WM_APP 메시지는 CreateWindow 종속이라고 생각하면 된다. WM_USER급 메시지의 경우, 해당 윈도우 클래스가 CS_GLOBAL 스타일이 있다면 그 윈도우를 사용하는 모든 프로그램들에서 global 종속이 보장될 것이다.

다음 넷째 계층은 RegisterWindowMessage 함수를 통해 등록된 custom 메시지들에 배당된다.
운영체제 전체를 통틀어서 uniqueness가 보장되는 나만의 고유 메시지를 만들고 싶으면 아무래도 숫자만으로는 무리가 있다. Windows 메시지가 무슨 방대한 128비트짜리 GUID급도 아니니 말이다. 그래서 문자열로부터 0xC000 ~ 0xFFFF 영역에 있는 숫자를 메시지 값으로 얻어 낸다. 아마 hash 연산 같은 걸 쓰겠지.

단, 같은 문자열을 등록하더라도 돌아오는 숫자는 그때 그때 다르다. 그렇기 때문에 RegisterWindowMessage의 리턴값은 프로그램의 컴파일 시점 때 하드코딩으로 박을 수 없다. C++ 언어로 치면 switch문으로 판단을 할 수 없으며 번거롭지만 if를 써야 한다. 하지만 한번 등록된 값은 운영체제가 부팅되어 있는 한 불변이므로, 전역변수의 초기값으로 지정하는 것 정도는 가능하다.

이 custom 메시지는 상당히 유용하다.
시스템 전체에다 메시지 hook을 걸어서 나만의 처리를 하는 프로그램을 만들었다고 치자. 그리고 hook을 건 응용 프로그램과 여타 프로세스의 주소 공간에 침투한 hook 프로시저 사이에 통신을 해야 하는데 이때 가장 효과적으로 쓰일 수 있는 수단이 바로 custom 메시지이다. 내가 만든 프로그램이니 나만 아는 문자열로 custom 메시지를 생성하고, 그걸로 EXE와 hook DLL이 통신을 하면 된다는 뜻이다.

뭐, EXE로 보낼 때야 그냥 WM_USER나 WM_APP급의 고정된 상수만으로 충분하겠지만, 다른 수많은 임의의 프로세스들을 상대하는 훅 DLL로 보내는 건 여타 메시지들과 전혀 충돌하지 않는 게 보장되는 고유 메시지를 써야 할 테니 말이다.

윈도우 95/NT4 초창기 시절에 WM_MOUSEWHEEL 메시지가 운영체제 차원에서 없었던 시절엔, 마우스 휠을 인식하는 드라이버 내지 추가 프로그램을 실행한 뒤, 휠이 굴렀다는 메시지 값을 RegisterWindowMessage(MSWHEEL_ROLLMSG)로부터 얻게 하던 시절이 있었다. 이 문자열의 값은 다음과 같았다.
#define MSWHEEL_ROLLMSG  _T("MSWHEEL_ROLLMSG")

그리고 오늘날 custom 메시지가 쓰이는 또 다른 대표적인 분야는 시스템 트레이라고 불리는 notification area이다. 트레이에다가 자기 아이콘을 추가하는 프로그램들은 _T("TaskbarCreated")라는 메시지를 받았을 때 아이콘을 다시 등록해 줘야 한다.

운영체제의 셸은 자기가 갖고 있던 아이콘들을 자체 보관하지 않는다. explorer 프로세스가 에러가 나서 뻗었거나 강제 종료되었다가 다시 실행되었다면, 아이콘들이 싹 다 날아가게 된다. 이때 셸은 모든 프로그램들을 대상으로 저 메시지를 보내서, 프로그램들로 하여금 알아서 트레이에다 아이콘을 다시 등록하게 한다. 마치 WM_PAINT 메시지를 받았을 때 창이 알아서 자기 내용을 다시 그려야 하듯이 말이다.

저건 너무 유명한 메시지가 되어 버렸기 때문에 장기적으로는 WM_TASKBAR_CREATED 같은 시스템 메시지로 승격이라도 돼야 하지 않나 싶다. 그리고 응용 프로그램들이 늘어날수록 이런 custom 메시지의 공간도 부족해지지는 않으려나 우려가 된다. 16000여 개만으로 충분하겠지? custom 클립보드 포맷이라든가 스레드별로 할당되는 TLS 슬롯의 개수와 비슷한 맥락으로 공간의 한계가 존재하는 영역이라고 볼 수 있다.

Objective C는 언어 차원에서 생으로 문자열 메시지를 객체들 사이에 주고받는 걸 지원한다. C++ 일반 멤버 함수를 호출하는 것보다 오버헤드는 당연히 훨씬 더 크지만, 함수 프로토타입이 하나 바뀌었다고 프로그램 모듈간의 바이너리 호환성이 박살 난다거나, 재컴파일을 해야 하는 그런 불편함은 없다. 내가 옵C를 잘은 모르지만 Windows의 custom 메시지를 보니 문득 옵C 생각도 났다.

이렇게 윈도우 메시지의 계층 4개를 모두 살펴보았다. 시스템 메시지만 1024개로 영역이 매우 좁아서 WM_USER의 영역이 넓은 편인 반면, 나머지 계층은 16비트 정수에서 1/4에 해당하는 16384개를 사이좋게 나눠 쓰고 있다.
그리고 메시지를 담는 공간 자체는 진작부터 32비트로 커졌지만, Windows는 16비트 크기의 범위를 벗어나는 영역은 여전히 예약만 해 놓고 쓰지 않고 있다.

허나, 개인적인 생각은 이들 중에서 그래도 custom(registered) 메시지가 16비트 이상의 범위로 확장되거나 이동하기 가장 용이한 영역이 아닌가 싶다.
일단 얘는 upper bound가 없는 가장 마지막 계층인 데다, MSG 구조체를 포함해서 메시지 값을 담는 모든 자료형이 32비트 UINT로 이미 다 확장되어 있고, custom 메시지는 언제나 함수가 되돌리는 변수값으로 활용하지 하드코딩이 없으니, 확장에 가장 유동적으로 대처 가능하기 때문이다.

Posted by 사무엘

2013/02/25 08:39 2013/02/25 08:39
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※ 윈도우 프로그래머라면 누구나 다 알 만한 내용에 대한 정리이다.
보면 아시겠지만 1~5까지 등장하는 기술들은 서로 동등한 차원의 관계에 있는 것들이 아니다.

1. 윈 API

kernel32, gdi32, user32를 주축으로 운영체제가 응용 프로그램에다 자신의 기능을 제공하는 가장 원초적인 매체이다. 우리에게 친근한 CreateWindowEx, DispatchMessage, CreateFile 등등등! 20년에 달하는 역사를 자랑하며, Windows라는 운영체제와 PC 데스크톱 애플리케이션이라는 영역 자체가 존속하는 한 결코 없어지지 않는다. 과거의 도스 API는 그냥 인터럽트 호출을 그대로 노출하던 반면, 윈도우 API는 C언어 함수 호출 형태를 근간으로 만들어져 있다.

2. MFC

윈 API만 쓰면 생산성이 크게 떨어지고 불편한 관계로, 1990년대 초에 응용 프로그램의 주 개발 언어가 C에서 C++로 넘어가던 시기에 기존 API를 C++ 라이브러리 형태로 적당히 wrapping하기 위해 이 물건이 개발되었다.
생성자와 소멸자, 오버로딩과 상속, message map 같은 것들 덕분에 생API보다야 개발 생산성이 크게 향상되는 건 사실이나, 이걸 제대로 쓰려면 윈 API도 알아야 되고 객체지향 이념과 MFC가 새로 도입된 개념까지 다 알아야 하기 때문에 초기 학습자의 부담이 커진다. 또한 MFC 자체가 부과하는 오버헤드도 만만찮다.

MS C 7.0의 다음 버전인 비주얼 C++ 1.0때부터 application frameworks라는 이름으로 존재하고 있었다. 16비트 시절부터 존재했으니 역사가 제법 길다.

3. COM

함수 호출 규약, 메모리 할당과 해제 방식, 문자열의 처리 방식, 특정 기능이 담겨 있는 객체를 식별하고 외부에 노출하는 방식 같은 아주 기본적인 바이너리 수준에서의 소프트웨어 컴포넌트 제조 규격을 범언어적으로 통일하는 스펙이다. 가령, 윈API가 DLL 로딩을 위해 전통적으로 지저분한 LoadLibrary(파일명), GetProcAddress나 import library 같은 저수준 방법을 썼다면, COM의 사고방식으로는 CoCreateInstance와 깔끔한 class ID만으로 끝인 것이다.

이건 1990년대 중반의 32비트 윈도우 이래로 도입되었다. 지금은 옛날보다야 중요도가 크게 떨어진 게 사실이지만 DirectX, 탐색기 셸, 드래그 드롭 같은 일부 분야의 API는 이 COM 방식으로 제공되기 때문에 프로그래머아면 COM의 개발 취지와 기본 개념 정도는 알 필요가 있다. 한편, MFC도 이런 COM 규격을 만족하는 컴포넌트를 새로 구현하는 데 쓰이는 공통 필수 기능을 지원한다.

4. GDI+

클래식 윈 API 중에서 GDI 계층을 계승하는 그래픽 라이브러리로, MS가 제공하는 API로는 드물게 C와 더불어 순수 C++ 기반으로 만들어졌다. 또한 사용하는 자료형이나 명칭들이 윈 API와는 완전히 다르며 서로 관련이 없다는 특징이 있다. 비록 GDI+는 기존 GDI보다 느리고 오버헤드가 크지만, 알파 블렌딩, 그러데이션 같은 최신 그래픽 카드를 활용하는 고급 그래픽 기능에 더욱 특화되어 있으며, 일부 그리기 기능은 반드시 GDI+만 써야 가능한 것도 있다.

가령, 안티앨리어싱이 적용된 글자를 찍는 건 재래식 GDI로도 가능하지만 안티앨리어싱이 적용된 선을 그리는 건 GDI+를 써야만 가능하다. 그리고 윈도우 비스타/7의 glass 영역에다가 알파 채널이 적용된 그림/글자를 제대로 그리는 것도 역시 GDI+로만 가능하다.

5. .NET

기계어가 아닌 바이트코드 가상 기계(common language runtime)를 기반으로 하면서, 운영체제 API를 객체지향 위주로 완전히 새로 설계한 윈도우 프로그래밍 플랫폼이다. 예전에는 비주얼 베이직이 얼추 이런 개발 환경을 지향하고 있었지만 닷넷은 그보다 스케일이 범언어적으로 훨씬 더 커졌다. .NET 환경에서의 주력 개발 언어인 C#은 최신 언어답게 디자인이 깔끔하고 빌드 생산성이 우수하다. 하지만 네이티브 기계어 프로그램만치 빠르거나 운영체제 내부를 세밀하게 지어하지는 못하며, 닷넷 프레임워크 위에서만 돌아갈 수 있다는 한계도 있다.

.NET에서는 기본 그래픽 API가 GDI+이다. 둘 다 윈도우 XP부터는 기본 내장이고, 윈도우 98부터 2000/ME까지는 운영체제에 배포판을 추가 설치해서 쓸 수는 있다. 다만, 윈95는 지원을 끊었다.
윈도우 8에서는 닷넷조차도 다른 언어와 플랫폼으로 대체되었는지 WinRT라는 플랫폼이 등장하며, C++ 언어도 C++/CX라고 대대적으로 칼질이 가해졌다. 이게 앞으로 6번으로 추가되어야 할 듯하다.

맥 OS는 운영체제의 API가 저런 식의 내력을 거친 게 있으려나 궁금하다. 코코아, 카본 같은 건 어느 위상에 속할까?

Posted by 사무엘

2013/01/03 08:38 2013/01/03 08:38
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