Windows 10 이야기

1. 메트로 앱

Windows 10이 나온 지 1년이 좀 넘었고, 마소에서 그 1년간 시행하던 사상 초유의 OS 메이저 버전간의 무료 업그레이드 기간도 끝났다.
처음부터 Windows 7 이하의 구형 OS를 쓰고 있었고 컴의 사양도 빠듯하다면 모를까, 8.1을 쓰는 중에 10으로는 업그레이드를 마다할 이유가 확실히 전혀 없다고 여겨진다.

잘 알다시피 시작 메뉴와 메트로 앱이 쓸데없이 전체 화면을 점유하는 게 아니라 창 형태로 실행 가능해진 것은 아주 환영할 만한 변화이다. 왜 진작에 이렇게 안 만들었나 모르겠다.
결국 PC용 Windows의 입장에서는 재래식 데스크톱 UI뿐만 아니라 외형이 뭔가 flat하고 modern하고 stylish(?)하고, 모바일에 친화적이고 보안 제약이 강하게 걸린 UI 모드가 하나 더 생긴 셈이다. 마소에서는 그걸 최종적으로 Universal Windows app이라고 이름을 붙였으며 같은 기능을 하는 프로그램들을 이 형태로도 여럿 만들었다. 대표적인 게 Edge 브라우저이고.

하지만 개인적으로는 같은 기능을 하는 프로그램이 두 버전으로 중복 구현돼 있는 게 별로 마음에 안 든다. 특히 제어판도 기존 제어판에 덧붙여 '설정'이라는 메트로 앱과 이중 구도로 바뀌었다. 화면 해상도를 바꾸는 기능과 DPI를 바꾸는 기능만 해도 데스크톱 버전으로 갔다가 메트로 버전으로 갔다가 하면서 찾는 등 좀 혼란스러워진 느낌이다.

데스크톱 UI는 전통적으로 키보드가 주류이고 마우스가 옵션인 구도이다. 그리고 640*480 내지 800*600처럼 지금으로서는 상상도 할 수 없는 열악한 저해상도 디스플레이와 비트맵 글꼴 환경에서 시작해서 차근차근 발전해 왔다. 그렇기 때문에 글자 크기도 전통적으로 작은 편이다. 사실, 업무 환경에서는 한 화면에서 작은 글씨로 정보가 많이 표시되는 것도 중요하기도 하니까.

그러나 메트로 UI는 그런 레거시 배경이 없으며, 반대로 터치스크린을 염두에 두고 있기 때문에 각종 글자나 GUI 위젯이 큼직하다. 키보드를 배려한 지저분한 focus rectangle 점선이나 액셀러레이터 문자 밑줄이 없다. 사실 마소는 데스크톱 UI에서도 진작부터 저걸 시각적으로 지저분하다고 인지했다. 하지만 그걸 대놓고 없애 버릴 수는 없으니, 고육지책으로 마우스만 사용할 때는 저걸 기본적으로 표시하지 않으려고 세심한 신경을 썼다. WM_UPDATEUISTATE 같은 메시지가 추가된 건 무려 Windows 2000 시절부터이다.

과거에 닷넷이 C++보다 생산성이 더 뛰어나고 단순 바이너리 레벨에서의 API 통합 규격인 COM보다 규모가 더 큰 언어 통합 바이트코드 실행 환경을 추구했다면, 메트로는 PC와 모바일 기기간의 통합 UI를 추구했다고 볼 수 있다. 메트로와 닷넷은 큰 관련이 없으며 메트로 앱도 C++ 네이티브 코드 기반으로 얼마든지 만들 수 있다는 게 의외의 면모이다.

하지만 난 컴퓨터에서는 걍 데스크톱 앱만 있는 게 좋다. 모니터에 가로/세로 피벗 기능이 있는 건 봤어도 멀티터치 기능이 있는 건 난 지금까지 한 번도 못 봤다. 정작 멀티터치 API 자체는 Windows 7부터 도입됐는데도 말이다. 멀티터치는 문자 입력과도 밀접한 관계가 있는 인터페이스임에도 불구하고 날개셋 역시 그쪽 지원은 전무하다. 지원되는 기기를 지금까지 전혀 못 봤고, 고로 지원할 필요를 못 느껴서.
터치스크린은 호주머니에 넣고 들고 다니는 기기만으로 족하지, 커다란 모니터에다가 지저분한 지문 묻히고 싶지는 않더라.

2. 에디트 컨트롤

아 그나저나 굉장히 뜻밖인 점인데, Windows 10은 에디트 컨트롤이 내부적으로 대대적인 리모델링을 거쳤는지 메모장이 수~10수MB에 달하는 파일을 순식간에 읽고 편집할 수 있게 됐다. 아주 최근에야 알았다. 직전의 8.1만 해도 안 이랬는데.
Windows에서 에디트 컨트롤은 전통적으로 단일 버퍼 기반이기 때문에 아주 큰 파일을 읽은 뒤 맨 앞부분에서 글자를 삽입하거나 지우면 랙이 장난 아니게 발생했다. 평생 영원히 안 고쳐질 줄 알았는데.. 이건 뜻밖의 긍정적인 변화가 아닐 수 없다.

먼 옛날, Windows 9x에서 NT로 넘어가면서 일단 황당한 64KB 제약은 없어졌다. 하지만 2000/XP급에서도 16비트 기준에 맞춰졌던 비효율적인 내부 알고리즘은 여전했기 때문에 메모장이 편집할 수 있는 실질적인 파일 크기는 겨우 몇백KB 수준에 머물러 있었다. 그게 Windows 10에 와서야 완전히 개선돼서 한계가 없어졌다. 참 오래도 걸렸다.

3. 마우스 휠의 적용 대상

마우스 포인터의 움직임이나 버튼 누름 메시지는 너무 당연한 말이지만 포인터의 바로 아래에 깔려 있는 윈도우로 전달된다.
그러나 휠 굴림 메시지는 사정이 약간 다르다. 맥 OS는 여전히 바로 아래의 윈도우로 전달되는 반면, Windows는 전통적으로 키보드 포커스를 받고 있는 윈도우로 전달되곤 했다.

그랬는데.. Windows 10에서는 휠 메시지 전달을 어느 방식으로 할지를 지정할 수 있다. 내가 본 기억이 맞다면, 제어판의 마우스 카테고리엔 없고, '설정'이라는 메트로 앱으로 가야 한다.
콤보 박스에서 drop list는 열지 않고 키보드 포커스만 갖다 놓은 뒤 휠을 굴렸는데 콤보 박스의 selection이 바뀌지 않아서 마우스에 문제가 생겼나 의아해했는데 사실은 이렇게 동작이 바뀌었기 때문이었다.

둘을 절충해서 일단 마우스 포인터가 놓인 창부터 먼저 고려하되, 그 창에 스크롤 바 같은 게 없어서 휠에 반응할 여지가 없으면 그 다음 순위로 키보드 포커스가 있는 창을 스크롤 시키는 것도 괜찮지 않을까 싶다.

4. 두벌식/세벌식 전환

세벌식 자판 사용자에게는 참 난감한 일이지만, Windows라는 운영체제는 기본 한글 IME에서 두벌식/세벌식을 전환하는 절차가 버전업을 거칠수록 더욱 복잡해져 왔다.

  • 98/2000/ME: 이때가 제일 나았음. 한영 상태 버튼을 우클릭했을 때 나오는 메뉴에서 글자판을 바로 고를 수 있었다.
  • 95: 한영 상태 버튼 우클릭 메뉴에서 '환경설정' 대화상자를 꺼낼 수 있었고, 거기서 글자판을 고르면 됐다.
  • Windows XP/Vista/7: 우클릭 메뉴에서 "텍스트 서비스 및 입력 언어" 대화상자를 꺼낸 뒤, 거기서 한 단계 거쳐야 MS 한글 IME의 환경설정 대화상자를 열 수 있다. 즉, 예전보다 한 단계 더 거쳐야 글자판을 바꿀 수 있다.
  • Windows 8 ~ 10: IME 브랜드 아이콘을 클릭 후 맨 아래의 '설정'을 고른 뒤, '한국어'를 골라야 MS 한글 IME를 찾을 수 있고, 거기서 또 '옵션'을 클릭하면 환경설정 대화상자를 열 수 있다. 이제는 두 단계를 거쳐야 된다.

요약하자면 XP 시절에 TSF라는 체계가 추가되면서 글자판 전환 절차가 급 까다로워졌으며, 8~10에서는 더 번거로워졌다.
사실 이건 TSF 자체의 문제는 아니다. MS 한글 IME가 옛날과는 달리 자체적으로 글쇠배열을 간편하게 전환하는 버튼이나 메뉴를 제공하지 않는 바람에, 운영체제 제어판 애플릿을 일일이 꺼내야 하는 구조가 된 것이 근본 원인이다. 마소에서는 두벌식/세벌식 전환을 꼭 그렇게까지 기능을 노출해 줄 필요가 있을 정도로 자주 행해지는 동작은 아니라고 판단한 것이다..;;

어쨌든 이런 이유로 인해 Windows 10 시절에도 본인의 세벌식 파워업 프로그램에 대한 수요는 없어지지 않고 있다.
사용자 차원에서 글쇠배열 전환 절차는 복잡한 편이지만, 그래도 Windows Vista 이래로 마소에서는 내부적인 두세벌 정보 저장 방식은 쓸데없이 이랬다 저랬다 바꾸지 않고 있다. 그 덕분에 거의 10여 년간 세벌식 파워업 프로그램도 핵심적인 동작 알고리즘이 크게 바뀔 필요는 없었다.

5. 프로그램 외형

Windows 10은 데스크톱 앱의 창 껍데기가 알다시피 전반적으로 하얗게 밝은 회색 계열로 바뀌었다. 8 시절에는 non-client 영역의 두꺼운 테두리가 배경 그림의 분위기에 맞춰 형형색색으로 바뀌곤 했는데 그건 없어졌다.
Visual Studio와 Office도 최신 버전이 다 그런 색으로 바뀐 걸 보면 이게 2010년대 마소의 디자인 트렌드인 듯하다. 다만, 활성화된 창과 비활성화된 창이 껍데기나 제목 표시줄에 배경색의 차이가 서로 전혀 없고 글자색만 살짝 달라지는 건 좀 아쉬움으로 남는다. 상태를 분간하기 어려워서다.

어쩌면 저 디자인이 마소가 데스크톱 앱에다 선보이는 마지막 디자인인가 하는 생각도 든다.
1990년대부터 2000년대까지 마소는 운영체제와 VS, 오피스 공히, 메이저 버전이 바뀔 때마다 프로그램 비주얼과 아이콘을 왕창 뜯어고치는 게 유행이었다. 맥OS 진영에서는 상상도 못 할 일..;;

그런데 그 관행이 이제 약발이 다해 가나 보다.
VS 2013과 2015, 오피스 2013과 2015는 웬일로 비주얼이 큰 차이가 없고 프로그램들 아이콘도 바뀌지 않았다. 마소 제품들에서 전반적으로 발견되는 추세이다.
심지어 미플이라든가 IE는 잘 알다시피 개발을 중단하고 유사 기능의 메트로 앱으로 대체한다는 선언까지 된 상태이다. 진작에 개발이 중단되어 명맥만 유지되고 있는 Html Help를 보는 듯한 느낌이다.

그래도 또 2010년대 후반이나 2020년대로 가면 프로그램 외형이 또 어떻게 바뀔지 알 수 없는 노릇이다. 머리를 쥐어짜면서 미래를 개척한다는 것 참 힘든 일이다.

6. 도움말

Windows 10은 로컬 도움말이란 게 사실상 완전히 없어졌는가 보다.
메모장 같은 기본 제공 프로그램에서 F1을 누르면 HTML 도움말이 뜨지도 않고 자기네들이 또 따로 만든 도움말 창이 뜨지도 않고 그냥 Edge 브라우저로 웹사이트 기반 도움말만이 달랑 뜬다. 인터넷에 연결돼 있지 않으면 도움말을 열람할 수 없다. 도움말이 일체의 전용 프로그램이 없이 아예 이런 형태로 싹 바뀌어 버린 건 10이 처음인 듯하다.

덕분에 C:\Windows\Help 디렉터리를 보면 XP까지만 해도 예전엔 chm 파일들이 즐비했으며 웹페이지/플래시 기반의 신제품 데모 같은 볼거리도 있었다. 그러나 지금은 죄다 옛날 추억이 됐다.
PC 사용자들의 평균적인 컴퓨터 실력이 충분히 향상됐으니, 어차피 읽지도 않을 구질구질한 도움말들을 다 삭제한 건지는 모르겠다. 허나 Vista/7 때는 아예 '에니악'까지 소개하면서 컴맹을 대상으로 컴퓨터 기초를 일일이 소개하는 로컬 도움말이 있었는데 이건 너무 과격한 변화가 아닌가 싶다.

Posted by 사무엘

2016/09/10 08:32 2016/09/10 08:32
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1. C++의 new/delete 연산자

C++의 new와 delete 연산자에 대해서는 먼 옛날에 한번 글을 쓴 적이 있고,  연산자 오버로딩에 대해서 글을 쓸 때도 다룬 적이 있다.
new/delete 연산자는 메모리를 할당하고 해제하는 부분만 따로 떼어내서 operator new / opertor delete라는 함수를 내부적으로 호출하는 형태이며, 이건 클래스별로 오버로딩도 가능하다. 그리고 객체 하나에 대해서만 소멸자를 호출하는 일명 스칼라 new/delete와, 메모리 내부에 객체가 몇 개 있는지를 따로 관리하는 벡터 new[]/delete[]가 구분되어 있다는 점이 흥미롭다.

new는 메모리 할당이 실패할 경우 한 1990년대까지는 NULL을 되돌렸지만 요즘은 예외를 되돌리는 게 malloc과는 다른 점이라고 한다. 하긴, 요즘 세상에 메모리 할당 결과를 무슨 파일 열기처럼 일일이 NULL 체크하는 건 굉장히 남사스럽긴 하다.

1980년대의 완전 초창기, 한 터보 C++ 1.0 시절에는 벡터 delete의 경우, 원소 개수를 수동으로 써 주기까지 해야 했다고 한다. pt = new X[3] 다음에는 delete[3] pt처럼. 안 그래도 가비지 컬렉터도 없는데, 이건 너무 불편한 정도를 넘어 객체지향 언어의 기본적인 본분(?)조차 안 갖춰진 막장 행태로 여겨진지라 곧 시정됐다. 객체의 개수 정도는 언어 차원에서 메모리 내부에다 자동으로 관리하도록 말이다.

그런데 스칼라이건 벡터이건 메모리를 n바이트 할당하거나 해제하는 동작 자체는 서로 아무 차이가 없는데 operator new/delete와 operator new[]/delete[]가 따로 존재하는 이유는 난 여전히 잘 모르겠다.

new char[100]을 하면 operator new(100)이 호출되고, 생성자와 소멸자가 있는 new TwentyFour_byte_object[4]를 호출하면 x86 기준으로 24*4+4인 operator new[](100)이 호출된다.
operator new[]라고 해서 딱히 내가 할당해 준 메모리에 저장되는 객체의 개수나 크기를 알 수 있는 것도 아니다. 단지, new[]의 경우 내가 되돌려 준 메모리 바로 그 지점에 객체가 바로 저장되지는 않는다는 차이가 존재할 뿐이다. 맨 앞에는 오브젝트의 개수 4가 저장되기 때문.

즉 다시 말해 벡터 new[]는 operator new[]가 되돌린 포인터 값과, new operator[]를 호출한 호스트 쪽에서 받는 포인터 값에 미묘하게 차이가 생기며 서로 일치하지 않게 된다. 마치 다중 상속으로 인해서 this 포인터가 보정되는 것처럼 말이다.
그래도 스칼라/벡터 처리는 operator new/delete가 전혀 신경 쓸 필요가 없는 영역이며, 여전히 new/delete operator가 자동으로 하는 일일 뿐인데 그것 때문에 메모리 할당 계층 자체가 둘로 구분되어야 할 필요가 있는지는 여전히 개인적으로 의문이다.

그리고 하나 더.
operator new/delete는 오버로딩이 가능하다고 아까 얘기했었다.
global scope에서 오버로딩을 해서 오브젝트 전체의 메모리 할당 방식을 바꿀 수 있으며, new의 경우 추가적인 인자를 집어넣어서 placement new 같은 걸 만들 수도 있다. "메모리 할당에 대한 답은 정해져 있으니 너는 저 자리에다가 생성자만 호출해 주면 된다"처럼.. (근데 new와는 달리 delete는 왜 그게 가능하지 않은지 모르겠다만..)

global scope의 경우, Visual C++에서는 operator new/delete 하나만 오버로딩을 해도 new[], delete[] 같은 배열 선언까지도 메모리 할당과 해제는 저 new/delete 함수로 자동으로 넘어간다. 물론 new[]/delete[]까지 오버로딩을 하면 스칼라와 벡터의 메모리 요청 방식이 제각기 따로 놀게 된다.

그러나 클래스는 operator new/delete 하나만 오버로딩을 하면 그 개체의 배열에 대한 할당과 해제는 그 함수로 가지 않고 global 차원의 operator new[]/delete[]로 넘어간다.
이것도 표준에 규정된 동작 방식인지는 잘 모르겠다. 결정적으로 xcode에서는 global도 클래스일 때와 동일하게 동작하여 스칼라와 벡터 사이의 유도리가 동작하지 않았다.
메모리 할당이라는 기본적인 주제를 갖고도 C++은 내부 사연이 무척 복잡하다는 걸 알 수 있다.

2. trigraph

아래와 같은 코드는 보기와는 달리 컴파일되는 올바른 C/C++ 코드이다. 그리고 Foo()를 호출하면 화면에는 What| 이라는 문자열이 찍힌다.

void Foo()
??<
    printf( "What??!\n" );
??>

그 이유는 C/C++엔 trigraph라는 문자열 치환 규칙이 '일단' 표준으로 정의돼 있기 때문이다.
아스키 코드에서 Z 뒤에 나오는 4개의 글자 [ \ ] ^ 와, z 뒤에 나오는 4개의 글자 { | } ~, 그리고 #까지 총 9개의 글자는 ?? 로 시작하는 탈출문자를 통해 등가로 입력 가능하다.
이런 치환은 전처리기 차원에서 수행되는데, #define 매크로 치환과는 달리 일반 영역과 문자열 리터럴 안을 가리지 않고 무조건 수행된다. 그래서 문자열 리터럴 안에서 연속된 ?? 자체를 표현하려면 일부 ?를 \? 로 구분해 줘야 한다.

이런 게 들어간 이유엔 물론 까마득히 먼 역사적인 배경이 있다. 천공 카드던가 뭐던가, 저 문자를 한 글자 형태로 입력할 수 없는 프로그래밍 환경에서도 C언어를 지원하게 하기 위해서이다. 1950~70년대 컴퓨팅 환경을 겪은 적이 없는 본인 같은 사람으로서는 전혀 이해할 수 없는 환경이지만 말이다.
C(와 이거 호환성을 계승한 C++도)는 그만치 오래 된 옛날 레거시 언어인 것이다. 그리고 C는 그렇게도 암호 같은 기호 연산자들을 많이 제공하는 언어이지만 $ @처럼 전혀 사용하지 않는 문자도 여전히 있다.

오늘날 PC 기반 프로그래밍 환경에서 저런 trigraph는 전혀 필요 없어진 지 오래다. 그래서 Visual C++도 2008까지는 저걸 기본 지원했지만 2010부터는 '기본 지원하지는 않게' 바뀌었다. 이제 저 코드는 기본 옵션으로는 컴파일되지 않는다. /Zc:trigraphs 옵션을 추가로 지정해 줘야 한다.

C/C++ 코드를 가볍게 구문 분석해서 함수 블록 영역이나 변수 같은 걸 표시하는 IDE 엔진들은 대부분이 trigraph까지 고려해서 만들어지지는 않았다. 그러니 trigraph는 IDE가 사용하는 가벼운 컴파일러들을 교란시키고 혼동시킨다. 한편으로 이 테크닉은 소스 코드를 의도적으로 괴상하게 바꾸는 게 목표인 IOCCC 같은 데서는 오늘날까지 유용하게 쓰인다. 함수 선언을 void foo(a) int a; { } 이렇게 하는 게 옛날 원래의 K&R 스타일이었다고 하는데 그것만큼이나 trigraph도 옛날 유물이다.

차기 C/C++ 표준에서는 trigraph를 제거하자는 의견이 표준 위원회에서 제안되었다. 그런데 여기에 IBM이 적극적인 반대표를 던진 일화는 유명하다. 도대체 얼마나 케케묵은 옛날 코드들에 파묻혀 있으면 '지금은 곤란하다' 상태인지 궁금할 따름이다. 하지만 IBM 혼자서 대세를 거스르는 게 가능할지 역시 의문이다.

3. Visual C++ 2015의 CRT 리팩터링

도스 내지 16비트 시절에는 C/C++ 라이브러리를 DLL로 공유한다는 개념이 딱히 없었던 것 같다. 다음과 같은 이유에서다.

  • 도스의 경우, 근본적으로 DLL이나 덧실행 같은 걸 쉽게 운용할 수 있는 운영체제가 아니며,
  • 메모리 모델이 small부터 large, huge까지 다양하게 존재해서 코드를 한 기준으로 맞추기가 힘들고,
  • 옛날에는 C/C++ 라이브러리가 딱히 공유해야 할 정도로 덩치가 크지 않았음.
  • 예전 글에서 살펴 보았듯이, 16비트 Windows 시절엔 DLL이 각 프로세스마다 자신만의 고유한 기억장소를 갖고 있지도 않았음. 그러니 범시스템적인 DLL을 만드는 게 더욱 까다롭고 열악했다.

모든 프로세스들이 단일 주소 공간에서 돌아가긴 했겠지만, small/tiny 같은 64K 나부랭이 메모리 모델이 아닌 이상, sprintf 하나 호출을 위해서 코드/세그먼트 레지스터 값을 DLL 문맥으로 재설정을 해야 했을 것이고 그게 일종의 썽킹 오버헤드와 별 차이가 없었지 싶다. 마치 콜백 함수를 호출할 때처럼 말이다. 이러느니 그냥 해당 코드를 static link 하고 만다.

그 반면 32비트 운영체제인 Windows NT는 처음부터 CRT DLL을 갖춘 상태로 설계되었고, 그 개념이 Visual C++을 거쳐 Windows 9x에도 전래되었다. 1세대는 crtdll, msvcrt10/20/40이 난립하던 시절이고 2세대는 Visual C++ 4.2부터 6까지 사용되던 msvcrt, 그리고 3세대는 닷넷 이후로 msvcr71부터 msvcr120 (VC++ 2013)이다. 2005와 2008 (msvcr80과 90)은 잠시 매니페스트를 사용하기도 했으나 2010부터는 그 정책이 철회됐다.

그런데 매니페스트를 안 쓰다 보니 Visual C++의 버전이 올라갈 때마다 운영체제의 시스템 디렉터리는 온갖 msvcr??? DLL로 범람하는 폐단이 생겼고, 이에 대한 조치를 취해야 했다. C/C++ 라이브러리라는 게 생각보다 자주 바뀌면서 내부 바이너리 차원에서의 호환성이 종종 깨지곤 했다. 이런 변화는 함수 이름만 달랑 내놓으면 되는 C보다는 C++ 라이브러리 쪽이 더 심했다.

그 결과 Visual C++ 2015와 Windows 10에서는 앞으로 변할 일이 없는 인터페이스 부분과, 내부 바이너리 계층을 따로 분리하여 CRT DLL을 전면 리팩터링을 했다. 본인은 아직 이들 운영체제와 개발툴을 써 보지 않아서 자세한 건 모르겠는데 더 구체적인 내역을 살펴봐야겠다.

사실 C++ 라이브러리는 대부분의 인터페이스가 템플릿 형태이기 때문에 코드들이 전부 해당 바이너리에 static 링크된다. 하지만 그래도 모든 코드가 static인 건 아니다. 메모리 할당 내지 특정 타입에 대한 템플릿 specialization은 여전히 DLL 링크가 가능하다.
C++ 라이브러리가 어떤 식으로 DLL 링크되는지는 마치 함수 타입 decoration 방식만큼이나 그야말로 표준이 없고 구현체마다 제각각인 춘추전국시대의 영역이지 싶다.

4. Windows의 고해상도 DPI 관련 API

요즘이야 컴퓨터 화면의 해상도가 PC와 모바일을 가리지 않고 워낙 높아져서 프로그램의 UI 요소나 각종 아이콘, 그래픽도 크기 조절에 유연하게 대처 가능하게 만드는 게 필수 조건이 됐다. 폰트의 경우 저해상도에 최적화된 힌팅이 필요 없어질 거라는 전망까지 나온 지 오래다.
그러나 태초에 컴퓨터, 특히 IBM 호환 PC라는 건 텍스트 모드만 있다가 그래픽 모드라는 게 나중에 추가됐다. 그것도 그래픽 모드는 320*200이라는 막장급의 낮은 해상도에 4색짜리인 CGA에서 첫 시작을 했다.

시작은 심히 미약했다. 이런 저해상도 저성능 컴퓨터에서는 쑤제 도트 노가다로 최적화된 그래픽이나 비트맵 글꼴이 속도와 메모리 면에서 모두 우월했기 때문에 그게 세상을 평정했다.
그러나 컴퓨터 화면이 커지고 해상도가 크게 올라가면서 단순히 픽셀보다 더 고차원적인 단위를 도입할 필요가 생겼다. 물론 예나 지금이나 메뉴와 아이콘, 프로그램 제목 표시줄의 글자 크기는 제어판에서 간단히 고칠 수 있었지만 영향을 받는 건 오로지 그것뿐. 대화상자 같은 다른 요소들의 크기는 변하지 않았다.

그 고차원적인 단위를 일명 시스템 DPI라고 부른다.
평소에야 이 단위는 언제나 관례적으로 100%로 맞춰져 있었으며, 이게 125나 150% 같은 큰 값으로 맞춰져 있으면 응용 프로그램은 창이나 글자의 크기도 원칙적으로는 이에 비례해서 키워서 출력해야 한다.

대화상자는 픽셀이 아니라 내부적으로 DLU라는 추상적인 단위를 사용해서 컨트롤들을 배치하며 이 단위는 시스템 DPI를 이미 반영하여 산정된다. 하지만 CreateWindowEx를 써서 픽셀 단위로 컨트롤을 수동으로 생성하는 코드들이 이런 시스템 DPI를 고려하지 않고 동작한다면 프로그램의 외형이 많이 이상하게 찍히게 된다.

여기까지가 Windows 95부터 8까지 오랫동안 지속된 프로그래밍 트렌드이다. 시스템 DPI는 단순히 메뉴와 아이콘의 글자 크기와는 달리 운영체제 전체에 끼치는 여파가 매우 크다. 이건 값을 변경하려면 운영체제를 재시작하거나 최소한 모든 프로그램을 종료하고 현 사용자가 로그인을 다시 해야 했다.

시스템 DPI라는 개념 자체에 대한 대비가 안 된 프로그램도 널렸는데, 응용 프로그램들이 시스템 DPI의 실시간 변화에까지 대비하고 있기를 바라는 건 좀 무리였기 때문이다. 시스템 메트릭이 싹 바뀌기 때문에 이미 만들어져 있는 윈도우들이 다 재배치돼야 할 것이고 후유증이 너무 크다.

그런데 지난 Windows 8.1은 이 시스템 DPI에 대해서 또 어마어마한 손질을 가했다.
간단히 결론부터 말하자면 사용자가 재부팅 없이도 DPI를 막 변경할 수 있게 했다. 실행 중에 DPI가 변경되면 WM_DPICHANGED라는 새로운 메시지가 온다. 그리고 응용 프로그램은 자신이 실시간 DPI 변경에 대응 가능한지 여부를 운영체제에 별도의 API 내지 매니페스트 정보를 통해 지정 가능하게 했다.

DPI 변경에 대응 가능하지 않은 레거시 프로그램들은 시스템 DPI가 바뀌었는지 알지도 못하고 virtualize된 샌드박스 속에서 지낸다. DPI가 150%로 바뀌면서 사용자의 화면에 보이는 창 크기가 100에서 150으로 늘었지만, 응용 프로그램은 여전히 자신의 최대 크기가 100인줄로 안다. 그래서 100*100 크기로 그림을 찍으면 그건 운영체제에 의해 1.5배 비트맵 차원에서 크게 확대되어 출력된다.

그 프로그램은 처음부터 시스템이 150% DPI인 것을 알았으면 그에 맞춰 실행되었을 수도 있다. 그러나 실행 중의 DPI 변경까지 예상하지는 못하며, 그런 API가 도입되기 전에 개발되었기 때문에 운영체제가 그래픽 카드의 성능을 활용하여 그런 보정을 해 주는 것이다.
물론 이렇게 확대된 결과는 계단 현상만 뿌옇게 보정된 채 출력되기 때문에 화질이 좋지 못하다. 응용 프로그램이 고해상도 DPI 변화를 인식하여 직접 150*150으로 최적화된 그림을 다시 그리는 게 바람직하다.

그리고 시스템 DPI는 제어판 설정의 변경을 통해서만 바뀌는 게 아니다.
Windows 8.1부터는 모니터별로 시스템 DPI를 다르게 지정할 수 있다. 그래서 100%(96dpi)짜리 모니터에서 돌아가고 있던 프로그램 창을 125%(120dpi)짜리 커다란 모니터로 옮기면 거기서는 동일 프로그램이 그 DPI에 맞춰서 동작해야 한다. 물론 DPI가 바뀌었다는 메시지는 운영체제가 보내 준다.

이렇듯, 응용 프로그램은 처음에는 (1) 고해상도 DPI를 인식할 것만이 요구되었다가 나중에는 (2) 실행 중에 DPI가 변경되는 것에도 대비가 되어야 하는 것으로 요구 조건이 추가되었다.
옛날에는 시스템 전체의 화면 해상도나 색상수를 재부팅 없이 실시간으로 바꾸는 것도 보통일이 아니었는데 이제는 DPI의 변경도 그 범주에 속하게 되었다.

재부팅이 필요하다는 이유 때문에 그런지 Windows Vista는 전무후무하게 DPI의 변경에 마치 시스템의 시각 변경처럼 '관리자 권한' 딱지가 붙어 있기도 했는데 이것도 참 격세지감이다.

Posted by 사무엘

2016/06/02 08:32 2016/06/02 08:32
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Windows에서 C/C++ 언어로 EXE를 만들 때는 시작점으로 WinMain이라는 함수가 쓰인다.
얘는 먼 옛날 16비트 시절과, 지금의 32/64비트 사이에 바뀐 게 거의 없다. HINSTANCE hInst, HINSTANCE hPrevInst, PSTR pszCmdLine, int nCmdShow 라는 네 종류의 인자 중에서 32비트로 오면서 바뀐 것은 hPrevInst이 언제나 NULL이라는 것밖에 없다. 그것도 과거에는 복잡하던 게 더 간결해진 변화이기 때문에 실질적으로 신경 쓸 필요가 없다.

옛날 16비트 시절에 HINSTANCE는 파일 차원에서 동일한 프로그램이 중복 실행되었을 때 각 실행 문맥을 구분하는 일종의 메모리 번호표였다. 한 프로그램이 완전히 처음 실행될 때는 hPrevInst가 NULL인데 두 번째 실행되면, 먼저 실행된 프로그램이 받았던 hInstance가 다음 인스턴스의 WinMain 함수에서 hPrevInst로 전달되고..
세 번째 중첩 실행되면 아까 그 두 번째 프로그램의 신규 핸들이 거기의 hPrevInst로 전달되는 형태였다. 단일 방향 연결 리스트의 head 노드 같은 느낌이다.
자기 자신 말고는 주변에 무엇이 있는지 일부러 특수한 API를 써서 조회를 하지 않으면 도무지 알 수 없는 32비트 이상 보호 모드에서는 정말 상상하기 힘든 관행이다.

EXE는 그렇고 그럼 DLL은 어떨까? DllMain이라는 기본적인 형태는 동일하지만 16비트 시절에는 아무래도 멀티스레드 같은 건 존재하지 않았으니까 DLL_PROCESS_(ATTACH/DETACH)만 있었고, 나중에 DLL_THREAD_*가 추가된 정도일까?

사실은 그렇지 않다.
옛날에는 BOOL DllMain(HINSTANCE hInst, DWORD fdwReason, PVOID pReserved)라는 형태의 함수 자체가 없었다.
그 대신 완전히 다른 int FAR PASCAL LibMain(HANDLE hInst, WORD wDataSeg, WORD wHeapSize, LPSTR lpszCmdLine) 라는 함수가 있었으며, DLL이 처음 로드되었을 때에 이게 한 번만 호출되곤 했다.

16비트 시절에 DLL은 프로세스 독립성이 보장되지 않았다.
지금이야 B.DLL을 사용하는 A.EXE가 두 번 중첩 실행되면 두 인스턴스에 대해서 B.DLL이 제각각 로드되어 DLL_PROCESS_ATTACH가 오지만..
옛날에는 A.EXE가 중첩 실행되었더라도 B.DLL에서 LibMain은 첫 로딩될 때 한 번만 실행되었다. 그리고 자신이 A의 두 번째 인스턴스에 의해 중첩 로드되었다는 사실을 알 길이 없었다. A가 B.DLL에 별도로 정의되어 있는 초기화 함수 같은 것을 호출하지 않는다면 말이다.

LibMain 함수의 인자를 살펴보면, 첫 인자는 자기 자신을 식별하는 인스턴스 핸들이다.
하지만 16비트 시절에는 DLL은 중첩 로딩이 되지 않고 자신의 전역변수 값이 모든 프로그램에서 공유되었다. 그렇기 때문에 저 값은 EXE의 WinMain에서 전달되는 인스턴스 핸들과는 달리 딱히 변별성은 없었을 것이다. 시스템 전체를 통틀어 같은 값이 들어왔으리라 생각된다.

그 다음 wDataSeg와 wHeapSize는 딱 보기만 해도 16비트스러운 암울한 값이다. 이게 어떤 의미를 갖고 이것으로 무엇을 할 수 있는지 잘 모르겠다.
데이터 세그먼트(DS) 레지스터 값은 뭐 어쩌라는 건지 잘 모르겠지만 어쨌든 실행할 때마다 다른 값이 들어올 수는 있어 보인다. 그 반면 wHeapSize는 이 DLL을 빌드할 때 def 파일에다가 지정해 줬던 로컬 힙의 크기이다. 즉, 이 DLL이 지금 형태 그대로 존재하는 한 언제나 고정된 값이 넘어온다.

마지막으로 lpszCmdLine은 더욱 기괴하다. EXE도 아니고 DLL을 어떻게 인자를 줘서 로딩한단 말인가? LoadLibrary 함수에 인자를 전달하는 기능이 있지도 않은데 말이다. 호스트 EXE에 전달된 인자를 되돌리는 것도 아닌 듯하다. 실제로 거의 대부분의 경우 이 인자의 값은 어차피 그냥 NULL이라고 한다.

16비트 DLL의 첫 관문인 LibMain은 기괴한 점이 여기저기서 발견된다.
DLL에 배당되어 인자로 전달된 데이터 세그먼트는 앞으로 빈번하게 사용되는 것을 염두에 두고 메모리 상의 주소가 바뀌지 않게 lock이 걸린다고 한다. 운영체제는 아니고 컴파일러가 lock을 거는 코드를 기본적으로 추가해 넣는 듯하다.
그래서 옛날 소스 코드를 보니, 이유는 알 수 없지만 LibMain에 보통 이런 코드가 들어갔다고 한다.

if (wHeapSize > 0) UnlockData (0);

즉, 아직은 lock을 걸지 말고 도로 재배치 가능한 상태로 놔 두겠다는 뜻이다. 그리고 LockData/UnlockData는 Windows 3.1의 windows.h에 이렇게 매크로로 정의돼 있다.

#define LockData(dummy)     LockSegment((UINT)-1)
#define UnlockData(dummy)   UnlockSegment((UINT)-1)

옛날에는 (Un)LockSegment라는 함수가 있었다. 그리고 Windows 3.x보다도 더 옛날에는 (Un)LockData라는 함수도 별도로 있었는데, 용례가 간소화돼서 Data의 기능이 Segment로 흡수된 듯하다. (가상 메모리라는 게 없던 Windows 2.x 리얼 모드 시절의 잔재라고 함.) 그러니 Data는 레거시 호환을 위해 매크로로 바뀌고, 인자 역시 쓰이지 않는 dummy로 바뀐 것이다.
평소에는 특정 세그먼트 lock/unlock을 하는데, (UINT)-1을 주면 모든 영역을 그렇게 하는 것 같다. 어떤 경우든 wDataSeg의 값이 직접 쓰이지는 않는다.

LibMain은 초기화가 성공하면 1을 되돌리고 그렇지 않으면 0을 되돌려서 DLL의 로딩을 취소하게 돼 있었다. 이것은 오늘날의 DllMain과 동일한 점이다.
그럼 16비트 시절에는 시작 다음으로 DLL의 종료 시점을 감지하려면 어떻게 해야 했을까? EXE와는 달리 DLL은 main 함수의 종료가 곧 프로그램의 종료는 아니니까 말이다.
또한 16비트 시스템의 특성상 비록 매 프로세스의 종료 시점을 감지하는 건 불가능하겠지만, 그래도 아까 중복 실행되었던 A가 최후의 인스턴스까지 모두 종료되어서 B.DLL이 메모리에서 사라져야 하는 시점이 언젠가는 올 테니 말이다.

이것도 방법이 굉장히 기괴했다. DLL이 메모리에서 제거되기 전에 운영체제는 해당 DLL에서 'WEP'라는 이름을 가진 함수를 export 테이블에서 찾아서 그걸 호출해 줬다.

//16비트 시절에 _export는 오늘날의 __declspec(dllexport) 와 비슷한 단어임.
int FAR PASCAL _export WEP (int nExitCode);

이 함수 역시 성공하면 nonzero를 되돌리게 돼 있지만, 어차피 프로그램이 일방적으로 종료되는 상황에서 함수의 인자나 리턴값은 무시되다시피할 뿐 거의 의미가 없었다.
하다못해 오늘날 DllMain의 DLL_PROCESS_DETACH처럼 자신이 FreeLibrary에 의해 해제되는지, 프로세스의 종료에 의해 일괄 해제되는지라도 알 수 있으면 좋을 텐데 그 시절에 그런 정보를 바랄 수는 없었다.
참고로 WEP는 그냥 Windows Exit Procedure의 약자였다. -_-;;

이렇듯, 형태가 거의 바뀐 게 없는 WinMain과는 달리, DLL의 입구 함수는 16비트 시절과 지금이 달라도 너무 달라서 문화 충격이 느껴질 정도이다. 예전에도 16비트 Windows 프로그래밍에 대해서 글을 종종 쓰고 DLL에 대해서도 언급한 적이 있었는데 이런 내역에 대해서 정리한 적은 없었기 때문에 또 글을 남기게 됐다. 옛날에는 이렇게 불편한 환경에서 도대체 프로그램을 어떻게 만들었나 싶다.

LibMain과 WEP를 DllMain으로 통합한 것은 백 번 잘한 조치였다.
16/32비트 이식성을 염두에 둔 코드라면 DllMain에다가 LibMain과 WEP를 호출하고, 반대로 LibMain과 WEP에서 적절하게 서로 다른 인자를 줘서 DllMain을 호출하는 계층도 생각할 수 있으며, 과거에는 이런 관행이 실제로 존재했다고 한다. 마치 윈도우 프로시저와 대화상자 프로시저의 형태를 통합한 계층을 따로 만들어 썼듯이 말이다.

Posted by 사무엘

2016/05/27 08:38 2016/05/27 08:38
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운영체제가 기본 제공하는 프레임과 제목 표시줄이 있는 윈도우라면, 사용자가 그 제목 표시줄을 좌클릭+드래그 하여 창을 다른 곳으로 옮길 수 있다.
그런데, 그런 프레임이나 제목 표시줄이 없는 특수한 형태의 윈도우를 만들었다. (Custom 스킨이 씌워진 리모콘이나 TV 모양의 동영상 재생기 같은..) 사용자가 이 창의 아무 표면이나 특정 부위를 드래그 해서 창의 위치를 옮길 수 있게 하려면 어떻게 하면 좋을까?

(1) 가장 단순무식한 방법은 WM_LBUTTONDOWN, WM_MOUSEMOVE, WM_LBUTTONUP을 받아서 해당 기능을 직접 구현하는 것이다. 즉, LBUTTONDOWN 때 마우스를 캡처하고 마우스 포인터의 위치가 창의 화면 좌표에서 얼마나 떨어져 있는지를 파악한다. 그리고 캡처가 있는 상태에서 MOUSEMOVE가 오면 새 포인터의 위치에 상응하는 위치로 창의 위치를 옮긴다(SetWindowPos). 이 기능은 각각의 메시지 핸들러 함수에다 구현해도 되고, WM_LBUTTONDOWN 안에다가만 자체적인 message loop을 돌려서 구현해도 된다.

이건 드래그 앤 드롭 기능을 구현하는 절차와 비슷하다. 한 윈도우의 내부에서 그려지는 각종 그래픽 오브젝트에 대해서 드래그+이동을 구현하려면 저렇게 직접 코딩을 해 줘야 한다. 그러나 창 자체에 대해서 드래그+이동만을 구현하는 것은 사실 다음과 같이 더 간단한 방법도 있다. 이미 존재하는 기능을 운영체제에다가 요청만 한다는 것이 핵심 아이디어이다.

(2) 그 창에서 WM_NCHITTEST 메시지를 받아서 DefWindowProc의 리턴값이 HTCLIENT인 지점에 대해서도 HTCAPTION을 되돌린다.
그러면 운영체제는 이 창의 클라이언트 영역을 클릭+드래그 한 것도 제목 표시줄을 클릭+드래그 한 것과 동일한 것으로 간주한다. 그래서 드래그 시 창을 자동으로 이동시키게 된다.

이건 대부분의 경우에 굉장히 깔끔한 방법이긴 하지만, 창을 이동시키는 데 쓰이는(HTCAPTION으로 인식되는) 영역에 대해서 더 세부적인 제어를 하기가 어렵다는 게 흠이다. 즉, 거기를 우클릭 한다거나 더블클릭 한 것처럼, 이동과 관계 없는 다른 동작을 취한 것을 우리가 인식할 수 없다. 거기는 마우스 동작에 관한 한, 애초에 클라이언트 영역이 아닌 것으로 간주되어 버렸으니 말이다. 만약 그런 제어까지 해야 한다면 다음과 같은 또 다른 방법을 사용하면 된다.

(3) WM_LBUTTONDOWN이 왔을 때, 창을 이동시키는 기능에 해당하는 시스템 명령을 전달한다.
가장 간단하게 생각할 수 있는 방법은 PostMessage(m_hWnd, WM_SYSCOMMAND, SC_MOVE, 0); 이다. 이것은 Alt+Space를 눌러서 나오는 창의 시스템 메뉴에서 '이동'을 선택하는 것과 같은 효과를 낸다. 창에 제목 표시줄이나 시스템 메뉴가 없다고 해서 시스템 메뉴에 해당하는 기능 자체가 없어지지는 않기 때문이다.

단, 이것은 창을 끌어다 놓는 것과 정확하게 같은 기능은 아니다. 일단 마우스 포인터는 모양이 사방의 화살표 모양으로 바뀌고, 사용자의 key 입력을 기다리는 상태가 된다. 사용자가 ESC가 아닌 다른 key를 누르면 그때부터 마우스 이동으로 해당 창이 이동되는 모드가 된다. 심지어 좌클릭을 한 상태가 아니어도 된다.

SC_MOVE보다 더 직관적인 방법은.. 마소에서 정식으로 문서화하여 공개한 기능은 아니지만 사실상 공공연한 비밀이 돼 버린 기능을 사용하는 것이다. 좌클릭 메시지가 왔을 때 SC_MOVE (0xF010) 대신,
PostMessage(m_hWnd, WM_SYSCOMMAND, 0xF012, 0); 이라고 하면... 마우스를 누르고 있는 동안 창 이동이 아주 깔끔하게 구현된다. 직접 시도해 보시라. 이것이 SC_MOVE와 SC_MOVE+2의 차이이다.

시스템 명령 중에는 SC_MOVE나 SC_SIZE처럼 메뉴에 등재된 명령뿐만 아니라 해당 메뉴 명령을 누른 뒤에 부가적으로 실행되는 기능도 비공개 내부 ID가 부여돼 있다. 가령, SC_SIZE+1 (0xF001)부터 SC_SIZE+8 (0xF008)은 마우스 드래그로 창의 크기를 조절하는 명령을 바로 실행시킨다. 1부터 8까지 순서가 어떻게 되는가 하면 left, right, top, top-left, top-right, bottom, bottom-left, bottom-right이다. 해당 위치의 크기 조절 모서리와 대응한다는 뜻.
이거 배열 순서는 WM_NCHITTEST의 리턴값인 HTLEFT (10)와 HTBOTTOMRIGHT (17)와도 동일하다. 그러니 이해하는 데 어려움이 없을 것이다.

이 주제/테크닉과 관련하여 생각할 수 있는 다른 이야기들을 늘어놓자면 다음과 같다.

1. 추억.
과거에는 운영체제의 자체 기능을 사용해서 창의 위치를 옮기면, 창이 이동되는 동안에 창의 내용이 실시간으로 업데이트 되는 게 아니라 창의 경계 테두리만이 XOR 연산되어 그려졌다. 당연히 창을 일일이 다시 그리는 게 그 시절 옛날 컴퓨터로는 부담스러운 연산이었기 때문이다.
그러다가 1990년대 말, Windows 95를 넘어 98/2000으로 넘어갈 시기부터 창을 실시간으로 업데이트 하는 옵션이 추가되었고, 후대부터는 그게 당연한 관행이 됐다.

창의 테두리만 이동하고 있는 중에는 운영체제가 응용 프로그램으로 WM_MOVING (또는 WM_SIZING)이라는 메시지를 보냈는데, 이때 그냥 SetWindowPos로 창의 위치를 바꿔 버리면 운영체제의 옵션과 무관하게 '실시간 업데이트'를 시전할 수 있긴 했다.
하긴, 옛날에는 스크롤 막대조차도 스크롤 하는 동안 막대의 테두리만 이동하지 스크롤 대상 화면은 업데이트 되지 않는 경우가 있었다.

도스 시절도 마찬가지. 화면 전체의 업데이트가 키보드 연타 속도를 따라가지 못할 경우를 대비해서 일부 프로그램들은 화면을 표시하는 중에도 키보드 입력을 체크하곤 했다. 그래서 상하 화살표가 눌렸으면 화면을 다 업데이트 하지 않고 다시 스크롤을 했다. 그렇게 하지 않으면 나중에 키보드 버퍼가 꽉 차서 삑삑 소리가 났다.. ^^;;

2. Windows에는 이런 식으로 아기자기한 비공개 API가 더 있다.
캐럿의 깜빡임 주기를 나타내는 메시지 0x118는 흔히 WM_SYSTIMER이라고 표현하는 사람도 있는데, 어쨌든 유명한 유령 메시지이다. 이 메시지의 출현에 의존해서 동작하는 프로그램이 설마 있으려나 모르겠다.

또한,
::SendMessage( ::ImmGetDefaultIMEWnd(hWnd), WM_IME_CONTROL, 5, 0 );
이라고 하면 hWnd가 자신과 동일한 프로세스/스레드이든 불문하고 해당 창에 있는 Windows IME의 한영 상태를 얻어 올 수 있다고 한다. 리턴값이 1이면 한글, 그렇지 않으면 영문이다.
보통은 한영 상태를 얻으려면 해당 윈도우에 소속된 IME context 값을 ImmGetContext로 얻어 와야 하는데, 이거 내 기억이 맞다면 프로세스는 물론이고 스레드 경계도 넘지 못한다. 그런데 ImmGetContext나 ImmGetConversionStatus 호출 없이 저렇게 간단한 메시지로 한영 상태를 query할 수 있다니 신기한 노릇이 아닐 수 없다.

MSDN이고 Windows DDK고 어디든지 WM_IME_CONTROL을 찾아 보면, 거기에 문서화돼 있는 IMC_* 명칭들 중에 5라는 값을 가진 물건은 없다. 하지만 저 기능은 Windows 95 이래로 모든 운영체제에서 사용 가능하다. 게다가 5 대신 2를 주면 한영 상태를 바꿀 수도 있는 듯하다. (lParam에다가 새 값을 설정하고)
이런 것들은 마치 인터넷 지도에서 있는 그대로 표시되지 않고 숲으로 가려진 지대를 보는 듯한 느낌이다.

3.
창을 드래그 해서 옮기는 것이야 제목 표시줄을 단 1픽셀이라도 끌면 창이 바로 반응해서 움직인다.
하지만 일반적으로 텍스트나 아이콘을 '드래그 앤 드롭'을 해서 옮기는 건 그렇게 곧장 반응하지는 않게 돼 있다. 창의 위치만을 옮기는 것과는 달리, 일반적인 드래그 앤 드롭에는 파일을 복사하거나 옮기고 텍스트 문서의 내용을 변경하는 등 더 크리티컬한 결과를 초래하는 동작을 수반할 수도 있기 때문이다.

Windows에서 UI 가이드라인 상으로는, 마우스를 클릭해서 약 2픽셀이던가 그 이상 포인터가 가로 또는 세로로 실제로 움직였을 때.. 혹은 움직이지 않았더라도 클릭 후 1초 가까이 시간이 지났을 때에야 드래그가 시작되게 돼 있다. 드래그 인식을 위한 최소 한계치는 GetSystemMetrics(SM_CXDRAG) / SM_CYDRAG를 통해 얻을 수 있다.

허나, 이걸 일일이 코딩하는 건 드래그를 곧장 인식하는 것보다 굉장히 번거롭고 귀찮은 일이다. 그래서 Windows에는 아예 DragDetect라는 함수가 있다. WM_LBUTTONDOWN이 왔을 때 요 함수를 먼저 호출해서 OK가 오면 그때부터 드래그 모드로 진입하면 된다. DragDetect는 자체적으로 메시지 loop을 돌면서 마우스가 표준 규격 이상만치 움직였는지, 시간이 경과했는지, 사용자가 무슨 key를 눌렀는지 등을 총체적으로 판단해서 드래그 모드로 진입할지 여부를 알려 준다.
이런 함수도 있다는 걸 알면 GUI를 구현할 일이 있을 때 도움이 많이 될 것이다.

Posted by 사무엘

2016/04/09 08:28 2016/04/09 08:28
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* 이 글의 내용은 클립보드 API, const 이야기의 연장선상에 있다. 관심 있으신 분은 예전에 썼던 글을 먼저 읽어 보시기 바란다.

1.
Windows API에는 GetPriorityClipboardFormat라는 함수가 있다. 이것은 클립보드로부터 '붙여넣기'(paste) 기능이 있는 프로그램이 사용할 만한 함수이다. 이 함수가 지목하는 포맷에 해당하는 클립보드 내용을 붙여넣으면 되며, 사실은 그보다도 먼저 이 함수의 실행 결과에 따라 '붙여넣기' 메뉴를 enable/disable시킬지를 결정하면 된다.

내 프로그램이 지원하는 클립보드 포맷이 단 하나밖에 없다면 IsClipboardFormatAvailable을 쓰면 된다. 그렇지 않고 여러 종류의 포맷을 지원하는데, 현재 클립보드에 존재하는 포맷 중에 우선순위가 가장 높은 놈은 무엇인지 알고 싶다면 말 그대로 저 priority라는 단어가 들어간 함수를 써서 요청을 해야 한다. 이것은 마치 커널 오브젝트의 동기화에서 쓰이는 WaitForSingleObject와 WaitForMultipleObjects 함수쌍의 관계와 일면 비슷하다.

그런데 내가 궁금한 점은 이 함수의 첫째 인자가 const UINT *가 아니라 왜 그냥 UINT *냐는 것이다.
첫째 인자는 함수로 전달하는 복수 개의 클립보드 포맷 리스트의 포인터이며, 속성이 엄연히 out이 아닌 in이라고 명시되어 있다. 저 함수 역시 인자로 받은 리스트 내용을 참조만 할 것이니, 포인터가 read-only가 아니라 일반 read-write 형태여야 할 하등의 이유가 없다. WaitForMultipleObjects만 해도 HANDLE의 배열 포인터는 분명히 const HANDLE *로 잡혀 있지 않던가?

저게 const라면,

static const table[] = { CF_UNICODETEXT, CF_HDROP }; //사람이 텍스트로 입력한 파일명 & 탐색기에서 복사해 놓은 파일명을 모두 받아들임
int res = GetPriorityClipboardFormat(table, ARRAYSIZE(table));

이런 식으로 간편하게 static const 배열을 함수에다 넘겨 줄 수 있을 텐데, const가 아니기 때문에 일이 좀 귀찮아진다. table에 const 속성을 제거하든지, 아니면 함수에다 넘겨 줄 때 const_cast 연산자를 써 줘야 한다. 내 경험상, 강제로 const 포인터로 고친다고 해서 딱히 프로그램 동작에 문제가 생긴다거나 하는 건 아니더라.

하지만 내 프로그램 내부에서 값을 고칠 일이 절대로 없기 때문에 const로 엄연히 봉인해 버리고 싶은 테이블을 봉인하지 못한다니, 썩 보기 좋아 보이지 않는다. 또한 const_cast 같은 연산자가 늘어나는 건 내 소스 코드에서 무질서도가 쓸데없이 증가하는 듯한 느낌을 준다.

물론, 동일한 유형의 데이터에 대해서 클립보드 포맷을 복수 개 지원한다는 건 대개가 custom 포맷과 표준 포맷을 혼용하는 경우이다. 리스트의 모든 원소가 상수가 아니며, 우선적으로 선택되었으면 하는 앞부분은 어차피 RegisterClipboardFormat의 리턴값인 경우가 많다. 워드 프로세서라면 모든 정보가 보관되어 있는 고유 포맷일 것이고, 텍스트 에디터라면 칼럼 블록을 명시한 고유 포맷이다.

그러니 저 함수의 인자로 전달되는 배열 포인터는 애초부터 const가 아니라 일반 배열일 가능성이 더 높다. 메시지만 해도, 시스템 차원에서의 유일성을 보장받기 위해 RegisterWindowMessage로 특수하게 등록한 메시지는 WM_USER+x와는 달리 가변적인 값이다. 그렇기 때문에 윈도우 프로시저에서 switch/case를 이용해 걸러낼 수가 없으며 if문을 써서 비교해야 하지 않던가. (이 두 Register* 함수는 프로토타입이 UINT Foo(PCTSTR name)로 완전히 동일하며, 명칭을 hash하여 숫자로 바꿔 준다는 공통점이 있어서 더욱 동질감이 느껴진다)

그런데.. 그런 식으로 치자면 WaitForMultipleObjects가 받아들이는 HANDLE도 NULL이나 INVALID_HANDLE_VALUE 같은 오류 상황 말고는 고정불변 상수값이 존재할 여지가 전혀 없는 타입이다. 값의 가변/불변성과는 무관하게 해당 함수가 값들을 읽기만 한다면 함수 인자가 응당 const 포인터로 잡혀 있어야 할 텐데, 클립보드의 저 함수는 왜 저렇게 설계되었으며 디자인에 문제를 제기하는 사람이 왜 없는지 궁금하다.

2.
서식이 없고 칼럼 블록도 없는 일반 텍스트 에디터에서 붙이기를 구현한다면 굳이 custom 포맷을 등록할 필요는 없을 것이고 애초에 복수 개의 클립보드 포맷을 살펴볼 필요도 없을 것이다. 단, 여기에도 원래는 유니코드/ANSI와 관련된 미묘한 문제가 있다. wide 문자 기반인 CF_UNICODETEXT와, ansi 문자 기반인 CF_TEXT가 따로 존재하기 때문이다.

Windows NT는 이들 사이에서 '유도리'를 제공한다.
응용 프로그램이 유니코드 텍스트 형태(CF_UNICODETEXT)로 클립보드에다 텍스트를 복사해 놓은 뒤, 나중에 유니코드를 지원하지 않는 프로그램이 클립보드로부터 CF_TEXT 포맷을 요청하는 경우 운영체제는 CF_TEXT도 있다고 답변을 하며, CF_UNICODETEXT로부터 CF_TEXT 데이터도 자동으로 만들어 준다. 그 반대도 물론 해 준다. (복사는 CF_TEXT로, 붙여넣기는 CF_UNICODETEXT로)

마치 Get/SetWindowText, WM_GET/SETTEXT에서 운영체제가 A/W 문자열 보정을 하듯이, 클립보드에 대해서도 그런 보정을 해 준다. 재미있지 않은가? 그러니 오늘날의 Windows에서는 유니코드를 지원하는 프로그램은 어떤 경우든 CF_UNICODETEXT만 생각하고 요걸로만 읽고 쓰면 유니코드를 지원하지 않는 구시대 프로그램과도 의사소통에 아무 문제가 없다.

하지만 문제가 되는 건 내부적으로 유니코드를 사용하는 프로그램이 Windows 9x까지 고려해서 만들어질 때이다. 9x 계열에서는 CF_UNICODETEXT는 응용 프로그램이 굳이 요청해서 자기들끼리 쓰지 않는 한, 운영체제 차원에서 공식적으로는 '없는 포맷', 지원하지 않는 유령/공기 포맷이다. 고로 NT 계열과 같은 타입 자동 변환이 없다.

텍스트 에디터가 자기는 내부적으로 유니코드 기반이라고 해서 자신이 native로 사용하는 CF_UNICODETEXT 형태로만 데이터를 복사해 놓으면, 기존 메모장 같은 프로그램에서는 텍스트 붙이기를 할 수 없게 된다.
그렇기 때문에 9x 계열과 유니코드라는 두 토끼를 모두 잡으려면 응용 프로그램은 클립보드로부터 데이터를 읽을 때도 IsClipboardFormatAvailable가 아니라 저 GetPriorityClipboardFormat를 써서 CF_UNICODETEXT와 CF_TEXT를 모두 살펴봐야 한다. 물론 1순위는 유니코드로 하고 말이다.

그리고 빈 클립보드에다 텍스트를 복사해 넣을 때에도 CF_UNICODETEXT부터 먼저 집어넣은 뒤, CF_TEXT 타입도 자동으로 생겨 있는지를 IsClipboardFormatAvailable로 체크하고, 없으면 ansi 텍스트도 수동으로 넣어 줘야 한다. Windows NT에서는 유니코드 텍스트만 집어넣어도 CF_TEXT로 붙여넣는 게 저절로 가능하지만 9x에서는 그렇지 않기 때문이다.

참 얼마 만에 클립보드 얘기를 또 꺼내게 됐는지 모르겠다. 지금이야 먼 과거의 유물이 됐다만, Windows 9x 시절에는 텍스트 하나를 유니코드 형태로 주고받을 때는 이렇게 미묘하게 귀찮은 면모가 좀 있었다.

클립보드에다 데이터를 지정하는 SetClipboardData는 GMEM_MOVEABLE을 지정해서 GlobalAlloc으로 평범하게 할당한 메모리 핸들을 넘겨 주는 방식으로 사용하면 된다. 함수를 호출한 뒤부터는 그 메모리 핸들은 운영체제의 관할로 넘어가기 때문에 우리가 임의로 해제해서는 안 된다.
이것과 굉장히 비슷한 개념으로 운용되는 다른 함수는 SetWindowRgn인 것 같다. 평범한 HRGN을 넘겨 주지만 이제부터 이 region은 운영체제의 관할이 되기 때문이다. 우리가 더 건드려서는 안 된다.

3.
C/C++은 여느 언어와 마찬가지로 const라는 속성이 존재하는데, 이것은 (1) 완전히 붙박이 상수가 될 수 있으며, 아니면 (2) 런타임 때 가변적인 초기값이 붙는 것도 가능하지만, 한번 값이 정해진 뒤에는 불변이라는 의미도 될 수 있다.
이거 혼동하기 쉬운 개념이다. C/C++의 const는 (1)은 딱히 보장하지 않고 일단은 (2)만 보장한다.

const형 변수를 초기화하는 초기값으로는 반드시 case 레이블이나 static 배열의 크기처럼 컴파일 타임 때 값이 결정되는 상수만 와야 하는 게 아니다. 변수도 얼마든지 초기값으로 지정할 수 있으며, 이건 그냥 const뿐만 아니라 static const에 대해서도 마찬가지이다. 애초에 const는 타입에 제약이 없으니까. (1)을 정수 명칭에 한해서 보장해 주는 건 enum, 아니면 템플릿 인자이다.

그래서 C#은 이 두 개념을 const와 readonly로 확실하게 구분해 놓았는데, 이건 상당히 매력적인 조치라 여겨진다. 배열· 테이블도 const로 지정이 가능하니까 말이다. 또한 붙박이 불변 const는 스택에든 어디든지 여러 인스턴스가 중복해서 존재할 이유가 하등 없으니 static 속성도 자동으로 포함하는 걸로 간주된다.

한편, 포인터가 const라면(가령 p) p 자신의 값을 바꿀 수 없는지, 아니면 p가 가리키는 메모리의 값을 바꿀 수 없는지(*p 혹은 p->)가 문제가 된다. const TYPE *p라고 하면 *p가 잠기고, TYPE * const p라고 하면 p가 잠긴다. const TYPE * const p라고 하면 짐작하시겠지만 둘 다 잠긴다.
문법이 좀 복잡한데, const T와 T const는 의미상 동일하다. 그리고 포인터값 자체를 잠글 때는 * 뒤에다가 const를 추가로 붙인다고 생각하면 비교적 직관적으로 이해할 수 있다.

하지만 포인터라는 게 지니는 값은 NULL 같은 특수한 경우가 아니고서야 언제나 가변적인 메모리 주소이기 때문에.. 포인터에다 const는 p 자신이 아닌 *p를 잠그는 용도로 훨씬 더 많이 쓰인다. 클래스 멤버 함수에 붙는 const도 this 포인터에 대해서 *this를 읽기 전용으로 잠그는 역할을 한다. this는 예약어이다 보니 this의 주소값 자체를 변경하는 건 어떤 경우든 원래부터 가능하지 않으니 말이다.

그리고 *p가 잠긴 const 포인터에 대해서 그 잠김을 일시적으로 해제하는 형변환 연산자는 잘 알다시피 const_cast이다. 다만, const가 사라진 TYPE *라는 타입명을 그 뒤의 <> 안에다가 수동으로 일일이 써 줘야 한다. 이름은 const_cast이지만 얘는 '쓰기 금지'뿐만 아니라 언어 차원에서의 타입과 "무관하게" 변수 접근 방식과 관련하여 붙어 있는 추가적인 제약 속성을 제거할 때에도 쓰인다. volatile이 대표적인 예이고, 비주얼 C++의 경우 IA64 아키텍처 기준으로 __unaligned 속성도 이걸로 제거할 수 있다. (IA64는 기본적으로 machine word 단위로 align이 된 곳만 메모리 접근이 가능한지라..)

Windows API에는 포인터의 const-ness 구분 때문에 불편한 게 몇 군데 있다. 대표적인 건 CreateProcess 함수.
실행할 프로세스를 가리키는 명령줄은 PCTSTR이 아니라 PTSTR이다. 함수가 내부적으로 실행될 때는 파일명과 인자명을 구분하기 위해서 문자열의 중간에 \0을 삽입해서 토큰화를 하기 때문이다. 즉, strtok 함수가 동작하는 것처럼 토큰화를 하며 문자열을 변경한다.

이 함수는 실행 후에 문자열 내용을 다시 원래대로 되돌려 놓긴 하지만, 명령줄 문자열을 나타내는 메모리는 일단 read-only가 아니라 쓰기가 가능한 놈이어야 한다. *a+=0; 을 수행하려면 비록 *a의 값이 실제로 변경되지는 않지만 그래도 가리키는 메모리가 변경 가능해야 하는 것과 비슷한 이치이다.
Windows NT 계열에서 CreateProcessA 함수를 호출하면 얘는 어차피 문자열을 쓰기 가능한 문자열에다가 유니코드로 변환해서 내부적으로 W 함수가 사용된다. 그렇기 때문에 A함수에다가 (PSTR)"notepad.exe sample.txt" 이런 식으로 줘도 안전하긴 하다. 그러나 범용성을 고려하면 이는 그렇게 깔끔한 코드라고 보기 어렵다.

다음으로 DrawText도 기능을 제공하는 형태가 조금 지저분하다.
얘는 문자열을 받아들여서 출력하는데 폭이 부족할 경우 문자열을 있는 그대로 출력하는 게 아니라 "Abc..."라고 줄여서 출력하는 옵션이 있다. 그런데 사용자가 원한다면 자기가 받은 문자열 자체를 그렇게 출력되는 형태로 '수정해' 주는 옵션이 있다(DT_MODIFYSTRING). 이 옵션을 사용한다면 str은 PCTSTR이라는 프로토타입과는 달리 쓰기 가능한 포인터여야 한다.
또한 RECT *인자도 좀 아쉬운 구석이 있다. 일단은 in/out 겸용이어서 RECT *이지만, 이것도 out 없이 문자열을 찍을 영역만 지정하는 in 전용이 가능했으면 좋겠다.

끝으로, 리스트/트리 같은 공용 컨트롤에 데이터를 추가하는 LVITEM이 있다. 이들 구조체의 pszText는 PCTSTR이 아니라 PTSTR이다. 문자열을 얻어 올 때와 지정할 때 모두 동일한 구조체가 쓰이기 때문에 const 속성이 없는 것이다.
이 때문에 컨트롤에다 데이터를 처음 추가할 때 item.pszText=const_cast<PSTR>("Hello") 같은 연산이 부득이 쓰이기도 한다.

C++과는 달리 자바에는 클래스 멤버 함수라든가, call-by-reference로 전달되는 데이터에 대해서 const-ness를 보증하는 개념이 없다. 클래스에서 Get*으로 시작하는 메소드라고 해서 const를 따로 지정하지는 않으며, final 키워드는 함수의 오버라이드 불가, 값의 변경 불가 같은 '종결자' 용도로만 쓰인다. 과연 const가 없어도 괜찮은 걸까?

그런데 포인터의 단계가 복잡해지다 보면, const가 있어 봤자 가리키는 놈이 const인지, 나 자신이 const인지 일일이 따지고 추적해서 내부 상태의 불변성을 보장하겠다는 시도가 별 의미가 없어지긴 한다. 즉, this가 this와 *this까지 몽땅 봉인되어서 나 자신의 멤버 값은 변경할 수 없지만.. 내가 가리키는 메모리 영역의 값을 한 단계 거칠 수가 있으며 거기 값을 변경하는 게 가능하다면.. 궁극적으로 그 개체의 속성/상태는 바뀌었다고 볼 수 있기 때문이다.

어떤 코드를 실행해 보지 않고 메모리 접근이 안전한지 입증하는 정적 분석 기능이 만들기 까다로운 것도 본질적으로 이런 이유 때문이다. 컴파일러의 경고가 동작을 예측하고 비정상을 지적해 줄 수 있는 것도 간단한 지역변수 수준일 뿐이지, 몇 단계짜리 포인터에 구조체가 줄줄이 따라오면.. 답이 없다.

거기에다 클래스의 인터페이스 상으로는 Set*이 아니라 Get*처럼 "read-only"이고 값이 변하지 않는 기능만 사용한다고 하더라도, 클래스의 내부 상태는 얼마든지 바뀔 수가 있다. 한번 구해 놓은 계산값을 다음에는 빠르게 되돌리기 위해서 그 값 자체 내지 중간 상태를 캐싱하는 것처럼 말이다. 이런 경우가 워낙 많으니 C++에서는 나중엔 멤버의 const-ness에 예외를 허용하는 mutable 키워드도 도입하지 않을 수 없었다.

이건 마치 고유명사와 보통명사의 경계와도 비슷한 맥락의 문제인 것 같다. 로마자 알파벳이 한글과는 달리 대문자가 있고 고유명사는 첫 글자를 대문자로 적게 돼 있어서 일면 편리한 건 사실이다. 하지만 좀 깊게 생각을 해 보면, 새로운 명칭이 만들어졌을 때 그걸 고유명사로 볼지 기준이 생각만치 엄밀하지는 않은 경우가 많다. 기준이 생각만치 엄밀하지 않으며 그냥 자의적이다. 번역하지 않고 음역하는 놈은 죄다 고유명사인 걸까? 실체가 지구상에 오로지 하나밖에 없는 놈? 그렇다면 실물이 존재하지 않는 무형의 개념은? 그걸 정하는 기준은 무엇?

지금 우리가 보통명사로 별 생각 없이 쓰는 명칭들도 그 명칭이 처음 등장했던 시절엔 첫 글자를 대문자로 적는 유니크한 고유명사이기도 했다. const 개념 구분도, 대소문자 구분도 있건 없건 어느 하나가 다른 하나보다 절대적으로 우월하고 좋은 솔루션은 아니어 보인다는 생각이 든다.

에휴, 클립보드부터 시작해서 유니코드, const 등 별별 이야기가 다 이어져 나왔다. 이상~~ ^^

Posted by 사무엘

2016/02/12 08:36 2016/02/12 08:36
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Windows 프로그래밍의 관점에서 볼 때 대화상자는 참 독특하면서도 중요한 위상을 차지하는 GUI 구성요소이다.
대화상자에는 누구나 공통으로 갖추고 있어야 하는 동작과 처리가 있으면서 한편으로 각종 자식 컨트롤로부터 notification을 처리하는 건 대화상자마다 제각각 customize가 가능해야 한다.

그래서 대화상자 함수는 customization을 위해 사용자가 작성한 대화상자 메시지 처리 콜백 함수를 인자로 받는다. 그리고 WM_SETICON 같은 메시지를 통해 아이콘조차도 클래스 차원이 아니라 윈도우 메시지 차원에서 필요하다면 변경할 수 있게 해 놓았다.
그럼 custom 프로시저가 가로채지 않은 나머지 공통 처리들은.. 마치 DefWindowProc처럼 DefDlgProc 같은 대화상자 윈도우 프로시저를 호출하는 것만으로 전부 가능해야 할 것 같지만, 사실은 그렇지 않다. Alt+단축키 처리, 그리고 포커스 이동 시에 '확인' 같은 default 버튼의 비주얼을 바꾸기 같은 것은 대화상자 윈도우 자체가 메시지를 받는 게 아니라 각 child 컨트롤들이 키보드 메시지를 받고 있을 때 그걸 가로채서 해치워야 한다. 대화상자 윈도우가 무슨 훅킹이라도 하고 있지 않은 이상 말이다.

이런 이유로 인해 대화상자의 동작을 위해서는 message loop 차원에서 메시지를 가로채는 로직이 필요하다. 그래서 IsDialogMessage라는 함수가 그 코드에 들어가야 한다. 물론 DialogBox 함수로 modal 대화상자를 만들었을 때는 해당 함수가 자체적으로 message loop을 돌리면서 그 처리를 당연히 알아서 해 주니, 저런 별도의 함수는 우리 쪽에서 modeless 대화상자를 운용할 때에나 필요하다.

사실 저 함수는 용도를 생각하면 Is..가 아니라 TranslateDialogMessage 정도로 작명이 됐어야 했다. 그래야 오해가 없다. 단순히 쿼리에 대한 판별값을 되돌리는 게 아니라 실제로 무슨 일을 수행하기 때문이다.

뭐, message loop은 그렇다 치고, 대화상자를 대상으로 생성된 메시지는 우리가 지정한 대화상자 프로시저 → 대화상자 자체의 윈도우 프로시저(DefDlgProc) → 운영체제가 제공하는 DefWindowProc 이런 순으로 메시지를 처리하게 된다. 앞 계층에서 처리하지 않은 메시지가 다음 계층으로 간다는 뜻이다.
C++이라면 이건 깔끔한 클래스의 상속 관계로 표현할 수 있을 것이다. 그러나 Windows가 처음 개발됐을 때는 C++이 쓰이지 않았었다. 그리고 결정적으로, 모종의 이유로 인해 대화상자 프로시저와 윈도우 프로시저는 형태가 미묘하게 서로 달라져서 온전한 일관성이 보장되지 않는다.

오리지널 윈도우 프로시저는 내가 메시지의 처리를 한다면 리턴값을 바로 되돌리면 되고, 내가 처리하지 않은 메시지에 대해서는 DefWindowProc()를 해 주면 된다.

return ret; //처리한 경우
return DefWindowProc(hWnd, msg, wParam, lParam); //처리하지 않은 경우

그러나 대화상자 프로시저는 자기가 이미 DefDlgProc라는 디폴트 처리 함수(= 대화상자의 원래 윈도우 프로시저)로부터 호출을 받은 구도이다. 이것이 디자인 상으로 가장 본질적인 차이점이다.
그래서 리턴값으로는 이 메시지를 우리가 처리했는지의 여부만을 BOOL 형태로 되돌리고, 메시지 리턴값은 따로 꽤 번거롭게 넣어야 한다.

SetWindowLongPtr(hDlg, DWLP_MSGRESULT, ret); return TRUE; //처리한 경우
return FALSE; //처리하지 않은 경우

저럴 거면 차라리 함수의 인자에다가 LRESULT *pnResult 같은 포인터를 추가해서 거기로 되돌릴 수 있게라도 하지 하는 아쉬움이 남는다.

*pnResult=ret; return TRUE; //처리한 경우 -- 대안 1
*pbEaten=TRUE; return ret; //처리한 경우 -- 대안 2

그런데, 대화상자 프로시저에도... 형태가 간단한 극소수의 예외적인 메시지는 리턴값을 SetWindowLongPtr이 아니라 일반 윈도우 프로시저처럼 자신의 리턴값으로 되돌린다. 그렇기 때문에 대화상자 프로시저는 대부분의 경우 TRUE/FALSE만을 되돌림에도 불구하고 리턴값이 쿨하게 BOOL이 아니라 INT_PTR로 지정되어 있다. LRESULT도 아니고 이거 참.. 지저분하다면 지저분하다.

그 예외로는 자식 컨트롤의 배경을 칠할 브러시를 되돌리는 WM_CTL*, owner-draw 컨트롤에서 아이템 간의 대소를 비교하는 WM_COMPAREITEM, 그리고 역시 owner-draw 컨트롤에서 아이템의 바로가기 key를 지정하는 WM_(CHAR/VKEY)TOITEM이 여기에 해당한다. COM 함수라고 해도 실패를 할 우려가 전혀 없고 리턴값도 BOOL 값 달랑 하나 같은 건 굳이 BOOL *pfResult라는 인자로 주기보다는 간단히 S_OK, S_FALSE라는 자기 리턴값으로 되돌리는 게 더 나은 것과 같은 이치이다.

그리고 저 예외 메시지들은 owner-draw처럼 애초에 custom 동작을 염두에 두고 만들어진 메시지이므로 default로 넘기느냐 마느냐를 따지는 게 전혀 무의미하다. 그러니 리턴값을 바로 직통으로 사용하는 것이 더 간편하고 낫다. WM_CTL*의 경우도 컨트롤을 서브클래싱할 때에나 쓰이니 이 역시 customization과 관계가 있다.

왜 저렇게 예외가 만들어졌는지 이제 이해는 되지만, 그래도 대화상자 프로시저의 인터페이스가 구리고 지저분하고 복잡해 보이는 건 어쩔 수 없는 사실이다. 그래서 대화상자 프로시저도 윈도우 프로시저와 비슷한 구조로 만들 수 있게 하는 일종의 코딩 디자인 템플릿이 있다. MFC 같은 C++ 프레임워크는 밑바닥에서 당연히 이런 일도 다 해 주고 있지만, C만 쓴다거나 MFC보다 더 가벼운 Windows API 프레임워크를 우리가 직접 만드는 상황이라면 그 내부 디테일을 알 필요가 있다.

기본적인 아이디어는 이렇다.
운영체제의 DefDlgProc는 우리 프로시저를 먼저 호출하여 메시지의 처리 여부를 묻는다. 우리 프로시저는 그 메시지를 처리한 경우라면 리턴값 + TRUE만 되돌리면 되니 끝이다. 그 반면 처리하지 않은 경우, 내부적인 재귀호출 플래그를 설정한 뒤 DefDlgProc을 또 호출한다.
그럼 DefDlgProc는 아까처럼 우리를 또 호출하는데, 이때 우리 프로시저는 이미 설정된 재귀호출 플래그를 보고는 비로소 더 처리를 하지 않는 FALSE를 되돌린다.

또한, 리턴값을 지정할 때 메시지 종류에 따라 곧이곧대로 리턴(일부 예외 메시지들)하거나 SetWindowLongPtr을 호출하는 것은 메시지 핸들러 말고 그 아래의 static 콜백 함수에서 하면 된다.
이 아이디어를 의사코드로 표현하면 다음과 같다.

class CMyDialog {
    static INT_PTR CALLBACK DialogProc(HWND hDlg, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam);
    BOOL m_bRecur;
protected:
    virtual LRESULT DlgProc(UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam);
public:
    CMyDialog(): m_bRecur(FALSE) { }
};

//클래스에서는 아마 private로 지정되어 있을 우리 대화상자 프로시저 callback.
INT_PTR CALLBACK CMyDialog::DialogProc(HWND hDlg, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    //HWND로부터 C++ 오브젝트 얻기. 훅킹을 해서 WM_NCCREATE를 잡든가 아니면 WM_INITDIALOG일 때
    //hDlg와 C++ 오브젝트를 연결하는 작업을 할 것. 이 코드에서는 그걸 생략함
    CMyDialog *obj = GetObject(hDlg);

    //BOOL값. 저 값이 true이면 재귀 상태라는 뜻이므로 그걸 false로 바꾸고, 함수도 false로 종료.
    CheckDefDlgRecursion(&obj->m_bRecur);
    //msg가 예외에 속하면 리턴값을 바로 되돌리고, 아니면 SetWindowLongPtr로 리턴값을 지정해 줌.
    return SetDlgMsgResult(hdlg, msg, obj->DlgProc(msg, wParam, lParam));
}

//각 클래스별로 오버라이드 하면 되는 가상 함수.
//윈도우 핸들은 우리 C++ 클래스의 멤버에 포함되어 있다고 가정함.
LRESULT CMyDialog::DlgProc(UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    //재귀호출 플래그를 켠 뒤에 DefDlgProc를 호출한다.
    return DefDlgProcEx(m_hWnd, msg, wParam, lParam);
}

windowsx.h를 보면 SetDlgMsgResult, DefDlgProcEx, CheckDefDlgRecursion 같은 매크로 함수가 이런 디자인 패턴을 구현하라고 만들어진 물건들이다. 16비트 시절부터 있었고 MFC만큼이나 역사와 내력이 대단히 길다.

<날개셋> 한글 입력기는 지난 3.0때부터 GUI가 그냥 Windows API와 자체 제작 프레임워크를 사용해서 만들어졌지만, 그땐 본인은 이런 기법을 미처 생각하지 못했었다. 그래서 대화상자 프로시저들은 대충 return 1에 SetWindowLongPtr 등을 뒤죽박죽 섞어서 만들어져 있다. 그러나 저런 방법을 진작에 알았으면 대화상자 메시지 처리기도 마치 윈도우 프로시저 스타일로 일관성 있게 만들 수 있었겠다. 이제 와서 수많은 대화상자 프로시저들을 저 기준대로 고치는 것은 무의미한 지경이 됐지만 말이다.

Posted by 사무엘

2016/01/09 08:26 2016/01/09 08:26
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Windows에서 응용 프로그램의 창을 최대화하면 그 창은 화면에 말 그대로 꽉 차서 자신 주변의 테두리는 보이지 않게 된다. 이렇게 말이다.

사용자 삽입 이미지

그런데 머언 옛날, Windows 95에서는 일부 프로그램이 그렇게 일반적인 형태로 최대화가 되지 않았다. 테두리가 화면의 밖으로 밀려난 게 아니라 화면에 “포함된” 형태로 최대화되곤 했다. 그림판, 그리고 Internet Explorer 2가 대표적인 예였다. 너무 옛날 운영체제와 옛날 프로그램이어서 기억이나 실감을 못 하는 분도 계시겠지만 실제로 그랬다.

사용자 삽입 이미지

도대체 이 프로그램들은 왜 이렇게 동작했던 것일까? 그리고 어떻게 하면 이런 동작을 구현할 수 있을까?

Windows에는 창의 크기 내지 최대화 상태와 관련된 동작을 제어하는 WM_GETMINMAXINFO라는 요긴한 메시지가 있다. 이 메시지를 통해 이 창의 최소 및 최대 크기를 지정할 수 있으며, 창이 최대화되었을 때에 화면을 차지할 영역 범위도 지정할 수 있다.

크기 조절이 가능한 대화상자를 만들었는데 특정 한계 이하로는 가로나 세로 크기가 더 줄어들지 않게 하고 싶을 때, 그리고 가로로만 키울 수 있고 세로로는 더 키울 수 없게 하고 싶을 때 이 메시지를 처리하면 된다.

요즘은 좀 드물어졌지만 옛날에 Visual Basic 4라든가 델파이 같은 RAD 툴은 프로그램의 메인 윈도우 자체는 메뉴와 도구상자, 컴포넌트 팔레트 같은 것만 있었다. 폼 디자이너나 코딩 에디터는 메인 윈도우와 대등한 위상인 별도의 창으로 존재했다. 이 메인 윈도우는 가로로만 크기 조절이 되지 세로로는 되지 않았다.

사용자 삽입 이미지

그리고 과거의 ‘매체 재생기’ 역시 동영상은 별도의 창으로 출력됐지 메인 윈도우에는 메뉴와 위치 슬라이더, 재생 버튼 같은 것만 있었기 때문에 크기 조절은 가로로만 가능했다.
이런 프로그램들은 최대화가 가능하지 않거나, 최대화를 하더라도 가로로만 최대화가 됐다. 이런 동작을 위해서 WM_GETMINMAXINFO에다 크기 한계치를 지정해 주면 된다.

또한 이 메시지는 한계를 지정하는 것뿐만 아니라 한계를 초월하는 창 크기를 지정할 때도 쓰인다. ‘전체 화면’ 기능을 구현하는 게 대표적인 예이다.

위와 같은 활용을 하기 위해서는 메시지와 함께 전달된 MINMAXINFO 구조체에서 ptMaxSize, ptMinTrackSize, ptMaxTrackSize의 값을 고치면 된다. 다만 이들은 개념적으로 POINT(x, y)가 아니라 SIZE(cx, cy)에 해당하는 값인데 왜 구조체를 POINT로 지정했는지는 개인적으로 모르겠다. 시각과 시간을 헷갈린 것과 비슷한 격이다.

자, 그럼 크기 조절이 아니라 처음 주제인 최대화 이야기로 돌아온다. Windows 95의 그림판이나 IE2와 같은 동작을 하려면 ptMaxPosition이라는 멤버의 값을 고치면 된다. 창이 최대화됐을 때 이 창이 있을 곳을 지정하는 정보이므로 얘는 SIZE가 아닌 POINT의 정의에 부합하며, 디폴트로는 테두리를 가리기 위해서 화면을 살짝 벗어난 음수값이 설정되어 있다. 이것을 (0, 0)으로 설정하면 테두리가 화면에 보이게 된다.

MINMAXINFO *lpMMI = reinterpret_cast<MINMAXINFO *>(lParam);
lpMMI->ptMaxSize.x += lpMMI->ptMaxPosition.x*2;
lpMMI->ptMaxSize.y += lpMMI->ptMaxPosition.y*2;
lpMMI->ptMaxTrackSize=lpMMI->ptMaxSize;
lpMMI->ptMaxPosition.x=lpMMI->ptMaxPosition.y=0;

그런데 놀랍게도 여기에는 반전이 있다.
95 이후 오늘날의 Windows에서는 ptMaxPosition의 x, y 값을 모두 0으로 지정하면 값이 인식되지 않는다. 테두리가 밖으로 가려지는 디폴트 방식으로 창이 최대화된다. (0, 0)일 때만 의도적으로 보정을 한다는 것은 (0, 1), (1, 0) 이나 (-1, -1) 같은 비슷한 값을 줘 보면 금방 눈치챌 수 있다.

오로지 Windows 95만이 (0, 0)을 주면 창의 최상단 좌측 꼭지점이 말 그대로 (0, 0)으로 잡힌다. 이것은 본인이 프로그램을 직접 작성해서 돌려 보면서 확인한 사항이다.

이런 이유 때문인지, Windows 98(그 이후도 물론 포함)의 그림판은 95와 외형과 기능의 차이가 거의 없음에도 불구하고 최대화했을 때 95처럼 테두리가 보이는 형태로 커지지 않는다.
쉽게 말해 저건 오로지 95에서만 볼 수 있었던 추억의 특이한 동작인 것이다. NT4는 사정이 어떠했나 모르겠다.

사용자 삽입 이미지

WM_GETMINMAXINFO는 DefWindowProc의 영향을 받지 않는다는 점을 참고하도록 하자.
우리가 이 메시지를 받은 순간부터 lParam이 가리키는 MINMAXINFO 구조체에는 디폴트 값들이 이미 들어있으며, 우리는 필요한 경우 이 값들을 고치기만 하면 된다.
DefWindowProc가 구조체에다 디폴트 값을 넣어 준다거나 하는 건 없기 때문에 이 메시지는 그리로 전달을 하건 말건 동작이 달라지지 않는다.

훗날 Windows XP에서는 응답이 없이 죽어 버린 프로그램 창에 대해서 최소한의 반응성을 보장하기 위해 ghost 윈도우라는 걸 도입했다. 그런데 최대화된 상태에서 고스트가 됐다가 다시 살아난 윈도우는 최대화 이전 상태의 크기 정보가 사라져서 딱 저 95처럼 화면에 테두리가 보이는 최대 크기로 바뀌는 버그가 있었다. 물론 sp1 무렵에 곧바로 고쳐지긴 했다.

Posted by 사무엘

2015/12/28 19:37 2015/12/28 19:37
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컴파일러의 경고 외

군대 유머, 관제탑 유머가 있는 것처럼 변호사를 소재로 한 블랙코미디 시리즈가 있다.
돈만 주면 자기 양심과 혼까지 팔아서 온갖 미사여구와 궤변(?)으로 범죄자의 형량을 감소시키고 심지어 무죄로 조작한다는.. 변호사에 대한 좀 과장되고 왜곡된 이미지가 들어가 있다.

천당과 지옥(혹은 천사와 악마)이 법정에서 소송이 붙으면 천당/천사 진영은 아마 승산이 없을 거라는 개드립조차 있다. 왜냐하면 유능한(=타락한-_-) 변호사들은 몽땅 지옥에 가 있어서 다 악마 편이기 때문에. -_-;; 물론 영적 법정에서 실제로 하나님이 어떤 편인지를 안다면, 그리고 성경에서 judgment라든가 judge라는 단어의 용례만 쭉 뽑아 보면 개드립은 그냥 개드립일 뿐이라는 걸 알 수 있다.

그런데 변호사가 굉장히 바보 같은 질문을 할 때가 있(었)는가 보다. 예를 들어..

  • 그림을 도둑맞던 당시에 선생님/고객님은 현장에 계셨습니까?
  • 그 일을 혼자 하셨나요? 아니면 단독 범행?
  • 충돌 당시에 두 차가 얼마나 떨어져 있었죠?
  • 그 스무 살 먹었다는 막내아들이 나이가 어떻게 된댔죠?
  • 전쟁에서 죽었다는 사람이 당신이었습니까, 아니면 당신 동생이었습니까?
  • 건망증을 앓고 계셨다면, 그럼 그 동안 잊어버린 것들의 예를 좀 들어 주시죠.

도대체 저 변호사 양반이 왕년에 그 무시무시한 사법 시험을 어떻게 통과했는지, 아니면 악착같은 공부 기계 괴수들이 몰리는 로스쿨을 어떻게 들어가서 졸업했고 어떻게 변호사 시험을 합격했는지를 의심케 하는 대목이 아닐 수 없다.

바보같은 질문은 그 변호사가 너무 격무에 시달린 나머지 (1) 정말로 뇌에 나사가 좀 풀려서 감을 잃었거나, (2) 정신 없어서 의뢰인을 완전 성의없게 대해서 나올 수 있다. 하지만 한편으로는 (3) 일부러 바보 같은 질문을 던져서 일종의 심문을 하려는 의도도 있다. 같은 내용을 비비 꼰 바보 같은 질문에 낚여서 진지하게 대답하다 보면, 일관성 없는 진술이 들통날 수 있기 때문이다.

뭐, 여기서 내가 법조인들의 심리나 심문 기법 같은 걸 얘기하려는 건 아니고.
중요한 건, 자연 언어뿐만 아니라 프로그램 코드도 사람이 작성하는 것이다 보니 저런 바보 같은 문장이 있을 수 있다는 것이다. 그리고 컴파일러가 그걸 지적해 주는 것을 우리는 '경고'라고 부른다.

간단한 예로는 선언만 해 놓고 사용하지 않은 변수, 초기화하지 않고 곧장 참조하는 변수, 한쪽에서는 class로 선언했는데 나중에 몸체를 정의할 때는 동일 명칭을 struct로 규정한 것이 있다. 딱히 에러까지는 아니고 코드 생성이 가능하지만, "혹시 다른 걸 의도한 게 아니었는지" 의심할 만한 부분이다.

더 똑똑한 컴파일러는 세미콜론이나 =/==사용이 아리까리해 보이는 것도 경고로 찍으며, 이런 것도 지적해 준다.
unsigned long p; (...) if(p<0) { }

unsigned 타입의 변수를 보고 "너 혹시 0보다 작니?"라고 묻는 건 그야말로 변호사가 "당신과 당신 동생 중 전쟁에서 죽은 사람이 누구라고 했죠?"라고 묻는 것이나 다름없다. 그러니 저 if 안에 있는 코드는 unreachable이라고 지적해 주는 건 적절한 조치이다.

사실, 사람이라 해도 처음부터 대놓고 저렇게 바보 같은 문장을 작성하는 경우는 드물다. 작성한 지 오래 된 코드를 나중에 리팩터링이나 다른 수정을 하게 됐는데, 같이 고쳐져야 하는 문장이 일부만 고쳐져서 일관성이 깨지는 경우가 더 많다. 남이 int를 기준으로 작성해 놓은 코드를 나중에 후임이 UINT로 고치면서 저 if문의 존재를 잊어버린다거나(알고 보니 이 값에 음수가 들어오거나 쓰일 일은 절대 없더라). 버그도 이런 식으로 생기곤 한다.

비주얼 C++에서 경고는 총 4단계가 있다. 1단계는 정말로 말이 안 되어 보이는 것만 출력하고, 4단계까지 가면 정말 미주알고주알 별걸 다 의심스럽다고 지적한다. 경고들을 그렇게 여러 단계로 분류한 기준은 딱히 표준이 있지는 않고 그냥 컴파일러 제조사의 임의 재량인 것으로 보인다.

비주얼 C++이 프로젝트를 만들 때 지정하는 디폴트는 3단계이다. 3단계를 기준으로 깔끔하게 컴파일되게 작성하던 코드를 4단계로 바꿔서 빌드해 보면 이름 없는 구조체를 포함해서 사용되지 않은 '함수 인자'들까지 온통 경고로 뜨기 때문에 output란이 꽤 지저분해진다. 물론, 특정 경고를 그냥 꺼 버리는 #pragma warning 지시문도 있지만, 그 자체가 소스 코드를 지저분하게 만드는 일이기도 하고.

그러니 어지간하면 3단계만으로 충분하지만, 4단계 경고 중에도 컴파일러가 잡아 주면 도움이 되겠다 싶은 일관성 미스 같은 것들이 있다.
그래서 모든 사람들이 코드의 모든 구조를 알지 못하는 공동 작업을 하는 경우.. (직감보다 시스템이 차지하는 비중이 더 커짐) 그리고 팀원/팀장 중에 좀 결벽증 강박관념이 있는 사람이 있는 경우, 4단계를 기준으로 프로젝트가 진행되며, 커밋하는 코드는 반드시 경고와 에러가 하나도 없어야 한다고 못을 박곤 한다. 심지어 경고도 에러와 동등하게 간주시켜서 빌드를 더 진행되지 않게 하는 컴파일 옵션을 사용하기도 한다.

변호사 유머를 보니까 컴파일러의 경고가 생각이 나서 글을 썼다.
내 생각엔 a=a++처럼 이식성 문제가 있고 컴파일러 구현체마다 다른 결과가 나올 수 있는 코드에 대해서나 경고가 좀 나와 줬으면 좋겠다. 저것도 초기화되지 않은 변수만큼이나 문제가 될 수 있기 때문이다. 비주얼 C++의 경고 level 4 옵션으로도 저건 그냥 넘어가는 듯하다.

예전에도 얘기한 적이 있듯, 법은 사람을 제어하는 일종의 선언/논리형 프로그래밍 언어로서 컴퓨터 사고방식으로 생각할 수도 있는 물건이다. 또한, 프로그램의 버전을 얼마나 올릴지 결정하는 게 형벌의 양형 기준과 비슷한 구석이 있다.
잡다한 기능들을 많이 추가한 것, 짧고 굵직한 기능을 구현한 것, 비록 작업량은 별로 많지 않지만 현실에서의 상징성과 의미가 굉장히 큰 것, 아니면 그냥 적당히 시간이 많이 흘렀기 때문에 숫자를 팍 올리는 것.

형벌이라는 것도 사람을 n명 죽인 것에 비례해서 징역이 올라가는 그런 관계는 당연히 아닐 테니, 상당히 많은 변수들이 감안된다.
이런 것들을 다 감안해서 다음 버전의 숫자를 결정하는데 이거 굉장히 복잡하다.

Posted by 사무엘

2015/12/10 08:33 2015/12/10 08:33
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Windows XP에서부터 내가 생성하는 exe 바이너리의 내부에 xml 문서 리소스 형태의 메타데이터를 집어넣는 게 필수 관행이 됐다.
가장 대표적인 용도는 (1) 내가 사용하는 시스템 DLL의 버전을 지정해서 로딩 방식을 시스템 디렉터리 말고 딴 곳으로 강제로 바꾸는 것이다.

이 방식으로 (1-1) 공용 컨트롤을 6.0 버전을 사용한다고 명시해야 각종 컨트롤에 XP의 새끈한 테마가 적용되어 나왔다. 테마 기능을 추가하는 과정에서 comctl32.dll이 XP 이전과 XP 이후 것은 하위 호환성이 없이 서로 단절됐기 때문이라 한다.
내 프로그램의 비주얼이 시대에 뒤떨어진 구닥다리처럼 보이지 않게 하려면 이거 지정은 선택의 여지가 없는 필수이다.

XP 이후로 지금까지 comctl32.dll이 7.0으로 올라간다든가 해서 또 breaking changing을 겪지는 않았다.
Windows 8부터는 명목상 고전 테마와 표준 테마의 구분이 없어지긴 했지만, 그래도 공용 컨트롤 6.0 지정을 안 해도 되는 건 아니다. 구닥다리 비주얼 자체가 호환성 때문에 완전히 없어진 건 아니기 때문이다.

뭐 comctl32가 가장 대표적이긴 하지만 이 외에 (1-2) GDI+ (gdiplus.dll)와 비주얼 C++의 CRT DLL, 그리고 MFC DLL이 지난 200x년도에 이 방식을 사용해 로딩된 적이 있다.
Windows XP 시절엔 WinSxS 디렉터리에 파일이 몇 개 없었지만 Vista 이후부터는 도대체 뭐가 들어갔는지 여기에 디렉터리 수가 무려 수천~만수천 개에 달할 정도로 많아졌다. 199x년대에 한번 DLL hell을 겪은 뒤, 너무 난장판이 돼 가는 시스템 디렉터리를 이런 식으로 정리를 하려 했던 모양이다. 같은 DLL이라도 버전별로 쫙 따로 분류를...

하지만 DLL을 배포하기가 너무 불편하다는 원성이 빗발치면서 VC++ 201x부터는 CRT와 MFC DLL 로딩 방식이 다시 재래식 시스템 디렉터리 기반으로 복귀했다.
또한 GDI+도 오늘날은 기존 GDI만큼이나 재래식 유물로 전락했고... 요즘은 딱히 이 WinSxS 기반 DLL 로딩이 활발히 쓰이고 있는지 모르겠다.

DLL 버전 설명이 좀 길어졌는데, 이것 말고도 xml에 들어가는 정보로는
(2) 내 프로그램이 고해상도+가변 DPI를 인식한다는 플래그
(3) 반드시 관리자 권한이 필요하다는 식의 권한 플래그

가 Vista에서 추가되었다. 시스템 차원에서의 고해상도 DPI 설정이야 더 말할 것도 없고 Windows 8.1부터는(8도 아님) 실행 중에 on-the-fly로 모니터 단위 DPI 설정이 변경되는 것에도 추가로 대비가 돼 있어야 한다. 그런 표식이 없으면 그냥 그래픽 카드의 힘으로 프로그램 화면이 그대로 기계적으로 확대 축소된다.

먼 옛날, Windows NT 3.x 내지 95 시절엔 화면 해상도를 재부팅 없이 on-the-fly로 바꾸는 것만 해도 굉장한 혁신이었는데 참 격세지감이다. 시스템 DPI도 예전에는 재부팅이 필수였지만 그래도 Windows Vista쯤부터는 그냥 재로그인만 하면 되게 규제가 완화됐다.

그리고 Vista부터인지 7부터인지는 모르겠지만 (4) 이 프로그램이 인식하는 운영체제 목록도 xml에다 명시하게 되었다. PE 실행 파일 포맷에 명시된 OS 버전의 역할을 어느 정도 대신하게 됐다.
Windows 8.1부터는 GetVersionEx가 알 수 없는 이유로 인해 봉인되어서, 프로그램이 인식하는 걸로 등록되지 않은 최신 운영체제의 버전은 Windows 8 이상으로는 알려주지 않게 바뀌었다. 도대체 이런 만행을 왜 무슨 이유 때문에 저질렀는지 난 모르겠지만.. 도대체 버전을 숨겨서 뭐 하게?

그리고 Windows 7도.. 자기 버전이 명시되지 않은 EXE 프로그램이 이름이 setup이라거나 하면, 실행 후에 "이 프로그램은 혹시 설치 프로그램인가요? 뭔가가 제대로 설치/제거되지 않았을 수 있습니다" 이런 꼬장을 부린다. 무슨 호환성과 관련된 조치인 듯하다.

결국 처음에는 공용 컨트롤 때문에 사용하기 시작한 xml인데 이제는 무슨 실행 프로그램을 제대로 만들려면 메타데이터 xml을 집어넣는 건 거의 필수가 되었다. 이 프로그램이 미래에 운영체제에서 새로 도입되는 시스템이나 기능을 받아들일 준비가 됐다는 것을 나타내는 증서 역할을 하다 보니, 들어가는 내용이 점점 증가하고 있다. 저 네 가지 아이템 말고 내가 또 빠뜨린 게 있는지 모르겠다.
그리고, PE 헤더에 운영체제 버전과 서브시스템 버전은 왜 따로 존재하고 둘의 차이가 무엇인지도 본인은 궁금하다.

* 추가 설명

사실, 메모장이나 워드패드처럼 Windows에 포함되어 있는 기본 프로그램들은 내부의 매니페스트 XML을 열어 보면 공용 컨트롤, 고해상도 DPI, 실행 권한 같은 설정은 있지만 굳이 운영체제 정보가 들어있지는 않다. 특정 버전의 운영체제에 포함되어 있는 프로그램들이 또 그 운영체제 GUID가 내장되어 있다거나 하지는 않다.

이때는 PE 헤더 차원에서 명시된 운영체제 버전이 활용된다. 이 버전이 Windows 8.1에 달할 정도로 높은 값이 들어있으면 GetVersionEx 함수도 Windows 8.1의 버전도 정확하게 되돌려 준다. 다만 이 경우, 그 실행 파일은 Windows 8.1 미만의 운영체제에서는 전혀 실행되지 않는다는 것을 감안해야 한다. 심지어 7에서도 실행이 거부된다.

Posted by 사무엘

2015/09/03 08:30 2015/09/03 08:30
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한때 Windows에서 바탕 화면에 배경 그림을 표시하는 방식은 '바둑판, 화면 중앙, 화면 크기에 맞춤'이라는 딱 세 가지 중 하나를 선택할 수 있었다.
이것은 GDI에서 직사각형 영역에다 비트맵을 뿌리는 함수로 치면 각각 PatBlt, BitBlt, 그리고 StretchBlt에 대응한다. 지금은 몇 가지 방식이 더 나오는데, 그건 그림의 종횡비와 화면의 종횡비가 다를 때 확대를 어떻게 할지를 결정하는 것이므로 개념적으로 StretchBlt에 대응하는 셈이다.

GDI에서 비트맵 그래픽을 표현하는 추상적인 핸들 자료형은 잘 알다시피 HBITMAP이다. 그러나 위의 세 *Blt 함수들 중 어느 것도 HBITMAP을 인자로 받지 않는다. 이는 어찌 된 일일까?
이들은 비트맵을 자기들이 처리하기 용이한 형태로 바꾼 파생 자료형을 대신 사용한다. PatBlt를 사용하려면 뿌리려는 비트맵을 브러시로 바꿔야 하며, BitBlt와 StretchBlt는 해당 비트맵에 대한 그래픽 조작이 가능한 메모리 DC를 추가로 준비해야 한다. 그럼 그 구체적인 내역을 살펴보자.

모노크롬 아니면 16색 그래픽이 있던 시절, 도스용 그래픽 라이브러리에는 8바이트로 표현되는 8*8 단색 패턴이라는 게 있었다. 그 작은 공간으로도 벽돌, 사선 등 생각보다 기하학적으로 굉장히 기발한 무늬를 표현할 수 있었다.
Windows는 2000/ME까지만 해도 배경 그림은 오로지 BMP만 지원했으며(액티브 데스크톱을 사용하지 않는 한), 배경 그림이 차지하지 않는 나머지 영역은 그런 무늬로 도배하는 기능이 있었다. 물론 이것은 트루컬러 그래픽과는 영 어울리지 않는 낡은 기능이기에, XP부터는 깔끔하게 없어졌다.

사용자 삽입 이미지

PatBlt는 직사각형 영역을 주어진 브러시로 채우는 함수이다. 즉, 이 함수가 사용하는 원천은 함수의 별도 인자가 아니라 해당 DC에 선택되어 있는 브러시이다. 그럼 얘는 Rectangle이나 FillRect와 하는 일이 거의 차이가 없는 것 같아 보인다. 이 세 함수의 특성을 표로 일목요연하게 정리하면 다음과 같다.

  PatBlt FillRect Rectangle
경계선을 current pen으로 그음 X X O (유일)
경계면을 current brush로 채움 O No, brush를 따로 인자로 받음 O
사각형 좌표 지정 방식 x, y, 길이, 높이 RECT 구조체 포인터 x1, y1, x2, y2 (RECT 내용을 풀어서)
래스터 오퍼레이션 지정 O (유일) X (= PATCOPY만) X (왼쪽과 동일)

다들 개성이 넘쳐 보이지 않는가? =_=;;
Rectangle은 선을 긋는 기능이 유일하게 존재하며, FillRect는 유일하게 사용할 브러시를 매번 인자로 지정할 수 있다. 그 반면 PatBlt가 유일하게 갖추고 있는 기능은 래스터 오퍼레이션인데, 사실 이것이 이 함수의 활용도를 크게 끌어올려 주는 기능이다. 이에 대해서도 앞으로 차차 살펴보도록 하겠다.

브러시는 '2차원 면을 바둑판 형태로 채우는 어떤 재질'을 나타내는 GDI 개체이다. 가로선· 세로선· 대각선 같은 간단한 무늬는 CreateHatchBrush로 지정 가능하지만 이건 오늘날에 와서는 영 쓸 일이 별로 없는 모노크롬 그래픽의 잔재이다.
CreateSolidBrush는 아무 무늬가 없는 순색 브러시를 표방하긴 하지만, 그래도 16/256컬러 같은 데서 임의의 RGB 값을 넘겨 주면 단순히 가장 가까운 단색이 아니라 ordered 디더링이 된 무늬가 생성된다.

그리고 다음으로 비트맵으로부터 브러시를 생성하는 함수는 바로 CreatePatternBrush이다.
여기에서 사용할 비트맵은 가장 간단하게는 CreateBitmap이라는 함수를 통해 생성할 수 있다. 이 함수가 인자로 받는 건 비트맵의 가로· 세로 크기와 픽셀 당 색상 수, 그리고 초기화할 데이터가 전부이다. 아주 간단하다.

그러나 이 비트맵은 그냥 2차원 배열 같은 픽셀 데이터 덤프 말고는 그 어떤 정보도 담겨 있지 않으며, 이걸로 만들 수 있는 건 구조가 극도로 단순해서 어느 그래픽 장비에서나 공통으로 통용되는 모노크롬 비트맵뿐이다. 즉 그 도스 시절의 8*8 패턴 같은 극도로 단순한 비트맵만 만들 수 있다. 오늘날에 와서 CreateBitmap은 모노크롬 비트맵 생성 전용이라고만 생각하면 된다.

모노크롬 비트맵을 기반으로 만들어진 DC나 브러시는 다른 solid/hatched 브러시와는 달리 자체적으로 색상 정보가 담겨 있지 않다. 그렇기 때문에 이때는 그래픽을 뿌리는 DC가 갖고 있는 텍스트의 글자색(값이 0인 곳)과 배경색이(값이 1인 곳) 양 색깔로 선택된다는 점도 참고하자. MSDN에 명시되어 있다. (0과 1 중 어느 게 글자인지 이거 은근히 헷갈린다. 빈 배경에서 뭔가 정보가 있다는 관점에서는 1이 글자 같아 보이기도 하니 말이다.)

그리고 브러시는 origin이라는 게 있어서 어떤 경우든 이를 원점으로 하여 바둑판 모양으로 뿌려진다. oxoxoxox라는 무늬가 있다면, 0,0부터 8,0까지 뿌린다면 oxoxoxox로 뿌려지지만 1,0부터 9,0까지 뿌린다면 ox가 아니라 xoxoxoxo가 된다는 뜻이다.

모노크롬이 아닌 컬러 비트맵을 저장하고 찍는 절차는 좀 복잡하다. 이미 컬러를 표현할 수 있는 DC로부터 CreateCompatibleDC와 CreateCompatibleBitmap을 거쳐서 비트맵을 생성해야 한다. 아니면 CreateDIBitmap를 써서 DIB라 불리는 '장치 독립 비트맵' 정보로부터 HBITMAP을 생성하든가.. 얘는 그냥 비트맵 데이터뿐만 아니라 팔레트 정보 같은 것도 담긴 헤더를 인자로 받는다. 출력할 그래픽 데이터와 출력 매체의 픽셀 구조가 다를 때를 대비해서 추상화 계층이 추가된 것이다.

원래 패턴 브러시는 8*8의 아주 작은 비트맵만 취급할 수 있었다. 그러나 NT 내지 95 이후의 버전부터는 그 한계가 없어지면서 브러시와 오리지널 비트맵 사이의 경계가 좀 모호해졌다. 그래도 PatBlt는 작은 비트맵 무늬 위주의 브러시를 래스터 오퍼레이션을 적용하여 그리는 용도에 원래 최적화돼 있었다는 점을 알아 두면 되겠다.
윈도우 클래스를 등록할 때 우리는 WNDCLASS의 hbrBackground 멤버를 흔히 (HBRUSH)(COLOR_WINDOW+1) 이런 식으로 때워 버리곤 하는데, 여기에다가도 저런 패턴 브러시를 지정해 줄 수 있다. 그러면 그 윈도우 배경에는 자동으로 바둑판 모양의 비트맵이 배경으로 깔리게 된다. 이런 식의 활용도 얼마든지 할 수 있다.

한편, 비트맵을 찍는 동작에는 그냥 있는 그대로 뿌리는 것뿐만이 아니라 래스터 오퍼레이션을 통해 반전을 해서 찍기(PATINVERT), 타겟 화면을 무조건 반전시키기(DSTINVERT), 타겟 화면을 무조건 검거나 희게 바꾸기 같은 세부 방식의 차이가 존재할 수 있는데, 앞서 언급한 FillRect뿐만 아니라 InvertRect나 DrawFocusRect 같은 함수도 사실은 PatBlt의 기능을 이용하여 다 구현 가능하다. cursor를 깜빡거리는 건 두 말할 나위도 없고 말이다.

임의의 색깔로 음영을 표현하는 것이라든가, 특히 이동이나 크기 조절을 나타내는 50% 반투명 검은 음영 작대기/테두리는 모두 이 함수의 xor 래스터 오퍼레이션으로 표현된다. 그걸 구현하는 데는 PatBlt 말고는 선택의 여지가 없다는 뜻. 흑백을 xor 연산 시키면 "원래 색 & 반전색"이 교대로 나타나니까 말이다.

사용자 삽입 이미지
물론 요즘은 (1) 걍 테두리 없이 해당 개체를 즉시 이동이나 크기 조절시키는 것으로 피드백 또는 (2) 알파 블렌딩을 이용한 음영이 대세가 되면서 전통적인 xor 음영은 점점 비중이 줄어들고 있긴 하지만, PatBlt 함수는 그래도 이렇게 유용한 구석이 있다.

이런 PatBlt에 반해 BitBlt는 비트맵을 SelectObject시킨 DC를 원본 데이터로 사용하기 때문에 컬러 비트맵의 출력에 더 최적화되어 있다. PatBlt처럼 비트맵을 바둑판 모양으로 반복 출력하는 기능은 없으며, 딱 원본 데이터의 크기만큼만 출력한다. PatBlt와는 달리 고정 origin이 없고 사용자가 찍으라고 한 위치가 origin이 된다. StretchBlt는 거기에다가 확대/축소 기능이 추가됐고 말이다.

이 정도면 비트맵 API에 대한 개념이 충분히 숙지될 수 있을 것이다. 각종 아이콘과 마우스 포인터들도 다 마스크 비트맵 AND와 컬러 비트맵 XOR이라는 래스터 오퍼레이션을 통해 투명 배경 내지 반전을 구현한다는 건 두 말하면 잔소리이다. 물론 오늘날은 알파 채널로 투명도를 구현하면서 래스터 오퍼레이션의 의미는 다소 퇴색했지만 말이다.
그럼 이제 비트맵 API들에 대한 개인적인 의문점과 아쉬운 점을 좀 나열하며 글을 맺겠다.

(1) GDI는 후대에 등장한 다른 그래픽 API들과는 달리, 글꼴을 제외하면 벡터와 래스터 모든 분야에서 안티앨리어싱과는 담을 싼 구닥다리 API로 전락해 있다. 그러니 비트맵을 정수 배가 아닌 확대/축소를 좀 더 부드럽게 하거나, 아예 임의의 일차변환을 한 모양으로 출력하려면 최소한 GDI+ 같은 다른 대체제를 써야 한다.

(2) 운영체제가 가로줄, 세로줄 같은 몇몇 known pattern에 대해서 CreateHatchBrush 함수를 제공하긴 하는데, 50% 음영 정도는 오늘날에도 많이 쓰이기 때문에 known 패턴이 좀 제공되어야 하지 않나 싶다. 그게 없어서 수많은 프로그램들이 내부에 0x55, 0xAA 배열을 일일이 생성해서 패턴을 만드는 것은 낭비이다.
오히려 cursor는 CreateCaret 함수에 (HBITMAP)1을 줘서 50% 음영을 만드는 기능이 있는데, 정작 그건 별로 쓸 일이 없다.

(3) 브러시 말고 펜으로 선을 그리는 걸 xor 반전 연산으로 하는 기능은 없는지 궁금하지 않으신지? 임의의 사선이나 원 테두리를 그렇게 그리는 건 그래픽 에디터를 만들 때도 반드시 필요하니 말이다.
물론 그런 기능이 없을 리가 없다. SetROP2라는 함수로 그리기 모드를 바꿔 주면 된다. 단, 여기서 입력받는 래스터 오퍼레이션 코드는 BitBlt가 사용하는 코드 체계와는 다르다. 비트맵 전송 API들은 화면의 원본 픽셀(D), 그리려는 픽셀(S)뿐만 아니라 패턴(P)이라는 변수가 또 추가되어서 원래는 3변수 코드를 사용한다. BitBlt는 PatBlt가 하는 일까지 다 할 수 있는 모양이다.

Posted by 사무엘

2015/08/12 08:33 2015/08/12 08:33
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